Fisika Bab 7 Radiasi benda hitam

1. Radiasi Benda Hitam
&
Dualisme Cahaya

2. Pernahkah kamu memakai
baju warna gelap atau hitam
pada siang hari yang panas?
Apa yang kamu rasakan ketika
memakai baju warna gelap
atau hitam tersebut? Tentunya
kamu akan cepat merasakan
gerah bukan? Mengapa
demikian?
BENDA HITAM

3. Permukaan benda yang berwarna hitam akan
menyerap kalor lebih cepat dari permukaan benda
yang berwarna cerah. Hal inilah yang menyebabkan
kita merasa lebih cepat gerah jika memakai baju
berwarna gelap atau hitam pada siang hari.
Sebaliknya, kita akan lebih nyaman memakai baju
berwarna gelap atau hitam pada malam hari. Hal ini
dikarenakan permukaan benda berwarna gelap atau
hitam mudah memancarkan kalor daripada benda
yang berwarna lain.

4. Jadi, benda yang permukaannya
gelap atau hitam akan mudah
menyerap kalor dan mudah pula
memancarkannya. Untuk
memahami sifat radiasi
permukaan benda hitam, mari
kita bahas bersama-sama uraian
materi berikut ini!

5. Selain dapat memancarkan
radiasi, permukaan bahan juga
dapat menyerap radiasi.
Kemampuan bahan untuk
menyerap radiasi tidak sama.
Semakin mudah bahan
menyerap radiasi, semakin
mudah pula bahan itu
memancarkan radiasi. Bahan
yang mampu menyerap
seluruh radiasi disebut sebagai
benda hitam (Black Body).

6. Istilah benda hitam (black
body) pertama kali
dikenalkan oleh Fisikawan
Gustav Robert Kirchhoff
pada tahun 1862. Benda
hitam memancarkan
radiasi dalam bentuk
gelombang
elektromagnetik. Radiasi
gelombang
elektromagnetik yang
dipancarkan benda hitam
bergantung pada suhu
benda hitam tersebut.

7. Model Radiasi Benda Hitam
Benda hitam adalah
benda ideal yang
sebenarnya tidak ada.
Karakteristik benda
hitam dapat didekati
dengan menggunakan
ruang tertutup
berongga yang diberi
sebuah lubang kecil.
Perhatikan gambar
berikut

8. Setiap radiasi yang masuk ke rongga akan terperangkap
oleh pemantulan bolak-balik. Hal ini menyebabkan
terjadinya penyerapan seluruh radiasi oleh dinding rongga.
Lubang rongga dapat diasumsikan sebagai pendekatan
benda hitam. Jika rongga dipanaskan maka spektrum yang
dipancarkan lubang merupakan spektrum kontinu dan
tidak bergantung pada bahan pembuat rongga. Besarnya
energi radiasi per satuan waktu per satuan luas permukaan
disebut intensitas radiasi dan disimbolkan dengan I.

9. 4
T
e
I 

Intensitas radiasi oleh benda hitam bergantung pada
suhu benda. Berdasarkan hukum Stefan-Boltzmann,
intensitas radiasi dinyatakan dengan persamaan:
Keterangan:
I : intensitas radiasi (watt/m2)
T : suhu mutlak benda (K)
σ: konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 . 10-8watt/m2.K4
e : koefisien emisivitas (0 ≤e ≤1), untuk benda hitam e = 1

10. Jika suatu benda meradiasikan kalor pada temperatur tinggi
(maksimum) puncak spektrum radiasi akan bergeser kearah panjang
gelombang yang makin kecil
Pada kondisi radiasi maksimum panjang gelombangnya
lm T= C
lm = Panjang gelombang pada energi pancar maksimum (m)
T = suhu dalam K
C = 2,898 x 10-3 m.K
HUKUM PERGESERAN
WIEN
Kelemahan dari teori ini yaitu tidak
dapat digunakan untuk seluruh
bagian spektrum (tidak cocok untuk
panjang gelombang panjang)

11. KESIMPULAN TEORI WIEN
 BENDA YANG BERADIASI MEMANCARKAN
ENERGI DALAM BENTUK GELOMBANG