FISIKA. RADIASI BENDA HITAM KELAS 12 SMA

1. ASSALAMU’ALAIKUM WR.WB

2. Loading
Loading Complete
Power Point is starting up...
Radiasi Benda hitam dan gejala
kuantum
Nama Kelompok
Mira Sandrana
Muti’ah Solehah Azhar
Titin Eka Sari
Mislatul latifah
Muhammad Ihsan
Riski kurniawan
XII IPA 1

3. Radiasi
Benda
hitam dan
gejala
kuantumKOMPETENSI DASAR
• Radiasi benda hitam
• Hukum pergeseran wien dalam radiasi sebuah benda
• Teori planck
• Efek fotolistrik
• Efek compton.

4. Pernahkah kalian memakai pakaian hitam
disiang hari yang panas ?
Jika pernah bagaimana rasanya ?
Pasti sangat panas, mengapa ? Ini karena
warna hitam menyerap semua cahaya atau
sinar yang jatuh mengenai hingga benda
tersebut akan menjadi panas.

5. 1. Radiasi Benda
Hitam
Benda hitam didefinisikan sebagai sebuah benda yang
menyerap semua radiasi yang datang Padanya. Jadi,
benda hitam mempunyai harga absorptansi (daya
serap) dan emisivitas (daya pancar) yang besarnya
sama dengan satu, karena tidak ada radiasi yang
dipantulkan keluar dari benda hitam.

6. Benda hitam ideal digambarkan oleh suatu rongga hitam
dengan lubang kecil. Sekali suatu cahaya memasuki rongga
itu melalui lubang tersebut, berkas itu akan dipantulkan
berkali-kali di dalam rongga tanpa sempat keluar lagi dari
lubang tadi. Setiap kali dipantulkan, sinar akan diserap
dinding-dinding berwarna hitam. Benda hitam akan
menyerap cahaya sekitarnya jika suhunya lebih rendah
daripada suhu sekitarnya dan akan memancarkan cahaya ke
sekitarnya jika suhunya lebih tinggi daripada suhu
sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada Gambar, Benda hitam
yang dipanasi sampai suhu yang cukup
tinggi akan tampak membara.

7. Hukum Stefan – Boltzmann
“ Energi yg dipancarkan oleh suatu permukaan
benda dalam bentuk radiasi kalor per satuan waktu
sebanding dengan luas permukaan dan sebanding
dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan itu
“
e = 1 , benda hitam sempurna
benda yg dapat menyerap semua energi yg
datang & memancarkan energi kalor dg sempurna.
P = daya radiasi (watt)
Q = kalor ( joule )
t = waktu ( s )
e = koefisien emisifitas ( 0 ≤ e ≤ 1)
σ = konstanta Stefan-Boltzman
= 5,67 x 10-8
A = luas permukaan (m2 )
T = suhu mutlak (Kelvin)

8. 2. HUKUM PERGESERAN WIEN
Hukum Pergeseran Wien (1896) :
“ Panjang gelombang untuk intensitas cahaya maksimum
berkurang dengan meningkatnya suhu “
C = λm T
C = konstanta pergeseran Wien
= 2,9 x 10 – 3 mK
T = suhu mutlak ( K )
λ = panjang gelombang ( m )

9. RELEIGH DAN JEANS MENGOREKSI TEORI WIEN
MELALUI EKSPERIMENNYA AKAN TETAPI HASIL
EKSPERIMEN HANYA COCOK PADA DAERAH
SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK SEDANGKAN UNTUK
DAERAH PANJANG GELOMBANG PENDEK TIDAK
COCOK. KEGAGALAN INI DIKENAL DENGAN
BENCANA ULTRAVIOLET

11. 3. Hipotesa Planck
Ramalan bencana ultraungu dapat dipecahkan oleh
teori Planck yang menganggap bahwa radiasi
elektromagnetik dapat merambat hanya dalam
paket-paket atau kuanta.

12. Awal lahirnya Fisika Modern
1. Getaran molekul-molekul yang memancarkan radiasi
hanya dapat memiliki satuan-satuan energi diskret dari
harga En
2.Molekul memancarkan atau menyerap energi
dalam satuan diskret dari energi cahaya, disebut foton jika
molekul berpindah dari satu tingkat energi ke tingkat energi
lain
fhnE ..
).10.136,4.10.626,6(.: 1534
seVsJPlanckkonsth 

n : bilangan kuantum (n = 0, 1, 2, . . ., n)
f : frekuensi radiasi (Hz)
fhE .

13. 1. Efekfoto listrik terjadi apabila
energi foton(W) cukup untuk
membebaskan elektron dari
ikatannya dengan inti atom
(WO)
2. Energi kinetik maksimum
elektron (Ek) yang dibebaskan
dari keping tidak bergantung
pada intensitas (lamanya)
penyinaran
3. Energi kinetik maksimum
elektron (Ek) berbanding lurus
dengan frekwensi cahaya yang
digunakan (hasil eksperimen
Robert A. Milikan)
4. Cahaya dapat memperlihatkan
sifat gelombang juga dapat
memperlihatkan sifat-sifat
partikel (foton)
Ek
W
w0
W = WO +Ek
h.f = WO +Ek
h.f = h.fO +Ek
h. = h. +Ek
c
0
c


14. Efek Fotolistrik Efek Compton
Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elekton-
elektron dari permukaan logam ketika logam tersebut
disinari dengan cahaya.
ock WEE  ok hfhfE 
Pada saat berumur 28 tahun, Einsten mengemukakan
sebuah ide tentang efek Foto Listrik.
kc EWE  0
2
0
2
1
. VMWfh e
0
0
.
.

ch
fhW 
E ; Energi foton (J)
W0 ; Energi ambang (J)
Ek ; energi kinetik fotoelektron (J)
f ; frekuensi cahaya (Hz)
me ; massa elektron (9.1 x 10-31
kg)
v ; kecepatan fotoelektron (m/s)
f0 ; Frekuensi ambang (Hz)
λ0 ; P.gelombang ambang (m)

15. Fotoelektron akan dapat keluar dari dalam
atom jika :
Energi cahaya yang datang lebih besar dibandingkan
dengan energi ambang logam yaitu: E ˃ W0
Frekuensi cahaya yang datang lebih besar dibandingkan
dengan Frekuensi ambang logam yaitu: f ˃ f0
Panjang gelombang cahaya yang datang lebih besar
dibandingkan dengan Frekuensi ambang logam
yaitu: λ ˃ λ0

16. Efek Compton
Peristiwa foton yang
menumbuk elektron
akan dihamburkan
dengan panjang
gelombang yang
lebih besar.
 cos1(
.

cm
h
e
λ̓ = P. Gelombang yang terhambur (m)
λ = P. Gelombang yang datang (m)
Ө= Sudut hamburan

17. Foton hambur( ’ )
Foton datang(  )
E = mo.c2
Elektron hambur
E = h.f
E’ = h.f’
P =0

 = panjang gelombang foton sebelum tumbukan
’ = panjang gelombang foton setelah tumbukan
h = tetapan Planck = 6,626 x 10 –34 J.s
c = kecepatan cahaya = 3 x 10 8 m/s
m0 = massa diam elektron
 = sudut hamburan elektron

18. •RUMUS WIEN HANYA BERLAKU PADA SPEKTRUM
GELOMBANG PENDEK
•TEORI RELEIGH DAN JEINS HANYA BERLAKU PADA
SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK.
•CAHAYA MEMILIKI SIFAT KEMBAR (DUALISME)
YAITU PADA KONDISI TERTENTU MEMILIKI SIFAT
PARTIKEL DAN PADA KONDISI LAIN MEMILIKI
SIFAT GELOMBANG. AKAN TETAPI KEDUA SIFAT
TERSEBUT TIDAK MUNGKIN MUNCUL PADA SAAT
YANG SAMA
•PERCOBAAN COMPTON MEMBUKTIKAN BAHWA
CAHAYA MEMILIKI SIFAT PARTIKEL