2. Apa yang kalian rasakan ketika memakai baju
warna gelap atau hitam tersebut? Tentunya
kamu akan cepat merasakan gerah bukan?
Mengapa demikian?

7. Model Radiasi Benda Hitam

9. 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
I total = e.σ.T4

10. Gambar Perbandingan grafik I – λantara
grafik Rayleigh-Jeans dan grafik hasil
eksperimen
Spektrum radiasi benda hitam
pada awalnya dipelajari oleh
Rayleigh dan Jeans
menggunakan pendekatan fisika
klasik. Mereka meninjau radiasi
dalam rongga bertemperatur T
yang dindingnya merupakan
pemantul sempurna sebagai
sederetan gelombang
elektromagnetik. Akan tetapi,
pada suhu 2.000 K bentuk grafik
hasil eksperimen berbeda
dengan bentuk grafik yang
dikemukakan Rayleigh dan
Jeans, seperti ditunjukkan pada
di samping.
Grafik teoritis
Rayleigh-Jeans
Grafik Eksperimen
I
λ

12. Daerah cahaya tampak
4000 K
2000 K
3000 K
І
λ
Wilhelm Wien
mempelajari hubungan
antara suhu dan panjang
gelombang pada
intensitas maksimum.
Puncak-puncak kurva
pada grafik
menunjukkan intensitas
radiasi pada tiap-tiap
suhu. Tampak bahwa
puncak kurva bergeser
ke arah panjang
gelombang yang pendek
jika suhu semakin tinggi.

13. Panjang gelombang pada intensitas
maksimum ini disebut sebagai
λmaks. Wien merumuskan
hubungan antara suhu dan λmaks.
sebagai berikut.
Keterangan:
).10.878,2(.:
3
KmWienkonstC
λmaks . T = C

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

15. fhnE ..
).10.136,4.10.626,6(.:
1534
seVsJPlanckkonsth
n : bilangan kuantum (n = 0, 1, 2, . . ., n)
f : frekuensi radiasi (Hz)

16. 1. Penentuan Suhu Permukaan Matahari
Suhu permukaan matahari atau bintang dapat
ditentukan dengan mengukur daya radiasi matahari
yang diterima bumi. Dengan menggunakan hukum
Stefan-Boltzmann, total daya yang dipancarkan oleh
matahari adalah:
M
RiaanmataharluaspermukA 4:
e = 1 maka :
Penerapan Radiasi Benda Hitam
AIPM
.
)4)((
24
MMM
RTP

17. Matahari memancarkan daya yang sama
ke segala arah. Dengan demikian bumi
hanya menyerap sebagian kecil.
Meskipun bumi hanya menyerap sebagian
daya dari matahari, namun bumi mampu
memancarkan daya ke segala arah. Besar
daya yang dipancarkan bumi adalah:
)4)((
24
BBB
RTP

19. 2. Radiasi Energi yang Dipancarkan Manusia
Penerapan radiasi benda hitam juga dapat
diterapkan pada benda-benda yang tidak
berada dalam kesetimbangan radiasi. Sebagian
besar energi manusia diradiasikan dalam
bentuk radiasi elektromagnetik, khususnya
inframerah. Untuk dapat memancarkan suatu
energi, tubuh manusia harus menyerap energi
dari lingkungan sekitarnya.

20. Suatu permukaan logam dengan emisivitas 0,5
dipanaskan hingga 400 K.
Tentukanlah:
a. intensitas energi radiasi yang dipancarkan
b. panjang gelombang pada intensitas
maksimumnya.
Contoh Soal

21. KT
e
400
5,0
KmC .10.878,2
3
423
/10.67,5 Kmwatt
Maka :
4
TeI
43
)400.(10.67,5.5,0I
2
/76,725 mWI
a.
b.
m
C
T
maks
6
3
10.195,7
10.878,2
400
Penyelesaia
n