Radiasi Benda Hitam – Warna adalah sesuatu yang indah dalam hidup. Kita bisa menikmati keindahan dunia dengan sedikit warna.
Warna adalah kecenderungan cahaya yang diterima oleh mata kita untuk membuat goresan yang indah.
Secara ilmiah, warna adalah spektrum sempurna gelombang cahaya polikromatik, putih. Ada warna gelap dan terang di dunia warna.
Setiap objek harus memancarkan radiasi warnanya. Salah satu warna benda yang memancarkan radiasi adalah benda hitam.
Benda hitam bisa menyerap cahaya dengan lebih baik. Itu sebabnya lebih panas ketika kita memakai pakaian hitam.
Pengertian Radiasi Benda Hitam
Hitam adalah warna yang menyerap semua cahaya atau sinar yang jatuh di atasnya, menyebabkan objek memanas.
Contohnya adalah jika Anda mengenakan kemeja hitam atau kemeja siang hari tentu sangat panas. Peristiwa ini disebut radiasi benda hitam.
Radiasi blackbody adalah jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi di sekitar atau di dalam objek dalam keadaan kesetimbangan termodinamik dengan lingkungannya atau dalam proses pelepasan materi hitam.
Sedangkan benda hitam adalah benda buram dan tidak bisa memantulkan cahaya.
Jika kita perhatikan bola lampu lebih dekat, filamen lampu berwarna kuning keputihan, meskipun lampunya berwarna biru.
Ini terjadi karena dengan lampu pijar dengan suhu di atas 2000 K, semua benda dengan bilah di atas 2.000 K pasti memancarkan cahaya putih.
Perambatan cahaya melalui ruang hampa, cahaya dianggap sebagai gelombang, hampir sama dengan gangguan dan peristiwa difraksi.
Apa yang menganggap cahaya sebagai partikel dalam kasus interaksi cahaya dengan atom atau molekul. Peristiwa ini termasuk radiasi panas, efek fotolistrik, dan gejala Compton.
Pengertian Radiasi Panas
Radiasi termal, juga dikenal sebagai radiasi termal, adalah radiasi yang dipancarkan oleh suatu benda karena suhunya.
Setiap objek memancarkan radiasi panas, tetapi secara umum kita dapat melihat objek karena memantulkan cahaya yang datang kepadanya dan bukan karena memancarkan radiasi panas.
Objek terlihat karena mengeluarkan panas ketika suhu lebih dari 1.000 K. Pada suhu ini, objek mulai menyala merah, misalnya koil pemanas kompor listrik.
Pada suhu di atas 2.000 K, benda-benda bercahaya berubah menjadi putih atau kuning, mis. B. bola lampu putih bersinar.
Dengan meningkatnya suhu objek, intensitas relatif dari spektrum cahaya yang dipancarkan berubah. Ini menggeser warna dari spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menentukan suhu suatu objek.
Secara umum, bentuk terperinci dari spektrum radiasi panas yang dipancarkan dari objek panas tergantung pada komposisi objek.
Namun, hasil eksperimen menunjukkan bahwa ada kelas objek panas yang memancarkan spektrum panas dengan karakter universal. Objeknya adalah tubuh hitam atau tubuh hitam.
Seperti dijelaskan sebelumnya, materi hitam menyerap semua radiasi kejadian. Istilah lain adalah bahwa tidak ada radiasi yang dipantulkan dari benda hitam. Kemudian tubuh hitam memiliki nilai penyerapan dan emisi satu.
Emisivitas (daya transmisi) adalah properti dari bahan yang mewakili rasio daya yang dipancarkan per unit luas permukaan dengan daya yang dipancarkan oleh benda hitam pada suhu yang sama.
Sedangkan absorpsi (absorpsi) adalah perbandingan fluks cahaya yang dipancarkan atau diserap oleh suatu objek dengan fluks yang berasal dari objek tersebut.
Tubuh hitam dibandingkan dengan rongga hitam dengan lubang kecil. Sangat sedikit cahaya memasuki rongga melalui lubang.
Sinar cahaya berulang kali dipantulkan ke dalam rongga tanpa bisa keluar lubang lagi.
Dengan setiap pantulan, cahaya diserap oleh dinding hitam. Benda hitam menyerap cahaya di sekitarnya ketika suhu lebih rendah dari suhu sekitar dan memancarkan cahaya di sekitarnya ketika suhu lebih tinggi dari suhu sekitar.
Ini bisa dilihat pada gambar di bawah ini. Ketika benda hitam dipanaskan hingga suhu cukup tinggi, benda itu tampak terbakar.
Tubuh hitam yang sempurna adalah penukar panas yang baik (e = 1). Contoh yang hampir sempurna adalah kotak tertutup rapat dengan lubang di udara (ventilasi) di rumah.
Rumus Mengenai Radiasi Benda Hitam
Radiasi blackbody mencapai semua rentang panjang gelombang. Distribusi energi dalam rentang panjang gelombang ini memiliki sifat khusus yang merupakan nilai maksimum pada panjang gelombang tertentu.
Lokasi nilai maksimum tergantung pada suhu yang bergerak atau meluncur ke arah panjang gelombang pendek dengan meningkatnya suhu.
Pada tahun 1879, seorang fisikawan Austria bernama Josef Stefan melakukan percobaan untuk mengetahui karakter universal radiasi benda hitam.
Kemudian ia menemukan bahwa daya total per unit area yang dipancarkan pada semua frekuensi tubuh hitam panas (intensitas total) sebanding dengan kuadrat suhu absolutnya. Inilah cara merumuskannya:
Saya total = σ. T4 ………………………………………………. (1)
Saya menunjukkan bahwa intensitas radiasi pada permukaan benda hitam di semua frekuensi. T adalah suhu absolut objek dan σ adalah konstanta Stefan-Boltzman dengan nilai 5,67 x 10 & supmin; ? Wm-2K-4
Dalam kasus benda panas yang bukan benda hitam, ia mematuhi hukum yang sama hanya jika ada koefisien emisi tambahan kurang dari 1, sehingga:
Saya total = e.σ.T4 ………………… .. (2)
Intensitas adalah daya per satuan luas, maka persamaan (2) dapat ditulis dengan:
P / A = e.σ.T4 ……………………… .. (3)
- Dengan ketentuan:
- P = daya radiasi (W)
- A = permukaan benda (m2)
- e = koefisien emisi
- T = suhu absolut (K)
Beberapa tahun kemudian, Ludwih Boltzmann (1844 – 1906) secara teoritis mewarisi hukum Joseph Stefan (1853-1893) dari kombinasi termodinamika dan persamaan Maxwell, berdasarkan teori gelombang cahaya elektromagnetik.
Oleh karena itu, persamaan (2) juga dikenal sebagai hukum Stefan-Boltzmann, yaitu:
“Jumlah energi yang dipancarkan per unit permukaan benda hitam pada satuan waktu berbanding lurus dengan kuadrat suhu termodinamiknya.”
Kata Penutup
Demikian Pembahasan kita pada kali ini di edmodo.id tentang Radiasi Benda Hitam. Nantikan Artikel Menaraik Lainya, tetap bersama kami. Terimaksih Semoga Membawa Manfaat.
“Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh”