Home BAHAN BELAJAR FISIKA Kumpulan Rumus Dan Rangkuman Perihal Radiasi Benda Hitam

Kumpulan Rumus Dan Rangkuman Perihal Radiasi Benda Hitam

by CerdaskanKita

– Radiasi Benda Hitam. Benda hitam merupakan sebuah istilah yang dipakai untuk menyatakan setiap benda yang menyerap semua radiasi yang tiba padanya. Hal ini bekerjasama dengan emisivitas suatu benda. Benda hitam terdapat emisivitas sama dengan satu. Pada suhu tertentu, benda hitam akan meradiasi energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang bervariasi. Pada hari ini ini, edutafsi akan membagikan kumpulan rumus dan rangkuman teori ihwal radiasi benda hitam.

A. Radiasi Termal

Radiasi merupakan proses perpindahan kalor yang tak membutuhkan medium. Radiasi termal merupakan radiasi gelombang elektromagnetik berupa gelombang inframerah dari suatu benda bersuhu lebih panas. Peristiwa inilah yang menjadikan munculnya rasa hangat saat kita berada di erat suatu benda yang suhunya lebih tinggi dibanding suhu badan kita.

E = e.σ.T4 A.t

Keterangan :
e = emisivitas benda (0 ≤ e ≤ 1)
σ = tetapan Stefan – Boltzmann (5,67 x 10-8 W/m2.K4)
T = suhu mutlak benda (K)

Dari persamaan di atas sanggup dilihat sedikit faktor yang mempengaruhi radiasi termal. Faktor-faktor tersebut antaralain suhu benda, luas permukaan benda, sifat permukaan benda, dan jenis materialnya. Semakin tinggi suhu benda maka semakin besar radiasi termal yang dipancarkannya.

B. Laju Radiasi Energi Termal

Laju radiasi termal disebut daya radiasi. Secara matematis, daya radiasi merupakan hasil bagi energi radiasi dengan waktu. Laju radiasi energi termal suatu benda berbanding lurus dengan luas benda dan pangkat emat suhu mutlaknya.

P = E/t
P = e.σ.A.T4

Intensitas Radiasi merupakan perbandingan antara besar laju radiasi energi termal dengan luasan yang ditembus oleh radiasi. Secara matematis relasi tersebut dinyatakan dengan rumus di bawah ini:

Baca Juga:   Menentukan Ketinggian Benda Pada Gerak Jatuh Bebas
I = P
Ao

Ao = luasan yang ditembus oleh radiasi kalor (kerapnya berupa luasan bola 4π.R2)
Benda hitam tepat terdapat nilai e = 1.

C. Radiasi Benda Hitam

Pada dasarnya tak ada benda yang hitam sempurna. Pendekatan simpel yang kerap dipakai sebagai teladan benda hitam antaralain lubang kecil yang menuju sebuah rongga. Berikut rumus energi, daya dan intensitas radiasi benda hitam.

E = e σ A T4 . t
P = e σ A T4
I = e σ T4

Keterangan :
E = energi radiasi (J)
P = daya radiasi (W)
I = intensitas radiasi (W/m2)
e = emisivitas materi (0 < e < 1)
σ = tetapan Stefan-Boltzmann (5,67 x 10-8 W/m2 .K4)
T = suhu mutlak (K).

Baca juga : Contoh Soal dan Pembahasan Gelombang Elektromagnetik.

D. Teori Spektrum Radiasi Benda Hitam

#1 Teori Rayleigh-Jeans
Rayleigh dan James Jeans mengusulkan sebuah teori simpel yang menandakan bentuk spektrum radiasi benda hitam. Keduanya menurunkan rumus distribusi intensitas yang sukses menandakan spektrum radiasi benda hitam untuk panjang gelombang besar namun gagal pada panjang gelombang yang kecil.

#2 Teori Wien
Wien mengusulkan sebuah model yang menganggap bahwa benda hitam menyerupai sebuah silinder berisi radiasi benda hitam dimana dinding silinder bersifat pemantul sempurna. Melalui percobaannya Wien berhasil menterangkan distribusi intensitas untuk panjang gelombang pendek, namun gagal untuk panjang gelombang yang panjang.

#3 Teori Planck
Molekul-molekul yang bergetar akan memancarkan energi diskrit sebesar :

En = n.h.f

Besar energi tiap foton:

E = h.f

Keterangan :
n = bilangan bundar positif : 1,2,3,….yang dinamakan bilangan kuantum.
f = frekuensi getaran molekul-molekul
h = tetapan Planck, yang besarnya : h = 6,63 x 10-34 Js.

E. Hukum Pergeseran Wien

“Jika suhu benda dinaikkan maka panjang gelombang yang menghasilkan Intensitas pancar maksimum bergeser semakin kecil”.

 Benda hitam merupakan sebuah istilah yang dipakai untuk menyatakan setiap benda yang menye KUMPULAN RUMUS DAN RANGKUMAN TENTANG RADIASI BENDA HITAM

Hukum Wien mencoba mengamati relasi antara panjang gelombang pada intensitas maksimum (i maks) degan suhu yang diamati. Dari hasil pengamatan diperoleh bahwa panjang gelombang (i makx) berbanding terbalik dengan suhu benda.

Baca Juga:   Cara Melukis Bayangan Yang Dihasilkan Lensa Cembung

Dari grafik sanggup dirumuskan (pergeseran Wien) :

λmaks . T = C

Keterangan :
λmaks = panjang gelombang pada intensitas maksimum (m)
T = suhu mutlak benda (K)
C = konstanta Wien = 2,898 x 10-3 mK.

Baca juga : Jenis-jenis Radiasi Zat Radioaktif.

Demikianlah kumpulan rumus dan rangkuman teori ihwal radiasi benda hitam yang sanggup edutafsi bagikan, agar sanggup membantu proses pembelajaran. Jika rumus dan rangkuman tersebut bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.

You may also like