Kumpulan Rumus Dan Rangkuman Tentang Radiasi Benda Hitam

Cafeberita.com — Radi­asi Ben­da Hitam. Ben­da hitam meru­pakan suatu ungka­pan yang digu­nakan untuk meny­atakan seti­ap ben­da yang meny­er­ap semua radi­asi yang tiba padanya. Hal ini bermi­tra den­gan emi­siv­i­tas suatu ben­da. Ben­da hitam memi­li­ki emi­siv­i­tas sama den­gan satu. Pada suhu ter­ten­tu , ben­da hitam akan mera­di­asi ener­gi dalam ben­tuk gelom­bang elek­tro­mag­netik den­gan pan­jang gelom­bang yang bervari­asi. Pada pelu­ang ini , edutafsi akan mem­bagikan kumpu­lan rumus dan rangku­man teori ihw­al radi­asi ben­da hitam.

A. Radiasi Termal

Radi­asi meru­pakan pros­es per­pin­da­han kalor yang tidak memer­lukan medi­um. Radi­asi ter­mal meru­pakan radi­asi gelom­bang elek­tro­mag­netik beru­pa gelom­bang infram­er­ah dari suatu ben­da bersuhu lebih panas. Peri­s­ti­wa ini­lah yang menye­babkan hadirnya rasa hangat dikala kita bera­da di akrab suatu ben­da yang suhun­ya lebih ting­gi diband­ing suhu badan kita.

Bacaan Lain­nya
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 beber­a­pa aspek yang mem­pen­garuhi radi­asi ter­mal. Fak­tor-fak­tor terse­but antaralain suhu ben­da , luas per­mukaan ben­da , sifat per­mukaan ben­da , dan jenis mate­ri­al­nya. Semakin ting­gi suhu ben­da maka makin 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 kore­lasi terse­but diny­atakan den­gan rumus di bawah ini:

I = P
Ao

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

C. Radiasi Benda Hitam

Pada dasarnya tidak ada ben­da yang hitam sem­pur­na. Pen­dekatan gam­pang yang ser­ing digu­nakan selaku pola ben­da hitam antaralain lubang kecil yang menu­ju suatu 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 men­gan­jurkan suatu teori seder­hana yang mengam­barkan ben­tuk spek­trum radi­asi ben­da hitam. Ked­u­anya menu­runk­an rumus dis­tribusi inten­si­tas yang berhasil mengam­barkan spek­trum radi­asi ben­da hitam untuk pan­jang gelom­bang besar tetapi gagal pada pan­jang gelom­bang yang kecil.

#2 Teori Wien
Wien men­gan­jurkan suatu ver­si yang meni­lai bah­wa ben­da hitam menyeru­pai suatu silin­der berisi radi­asi ben­da hitam dimana dind­ing silin­der bersi­fat peman­tul sem­pur­na. Melalui per­cobaan­nya Wien berhasil men­erangkan dis­tribusi inten­si­tas untuk pan­jang gelom­bang pen­dek , tetapi 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 lingkaran 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 men­cip­takan Inten­si­tas pan­car mak­si­mum bergeser makin kecil”.

Kumpulan rumus radiasi benda hitam

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

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 , supaya sang­gup meno­long pros­es pem­be­la­jaran. Jika rumus dan rangku­man terse­but berfaedah , ban­tu kami mem­bagikan­nya ter­hadap teman-teman anda lewat tombol share yang terse­dia. Ter­i­makasih.

Share ke Face­book »Share ke Twit­ter »
Cafeberita.com meru­pakan blog ihw­al materi bela­jar. Gunakan sug­uhan atau pen­car­i­an untuk men­da­p­atkan materi men­car ilmu yang ingin dipela­jari.

Pos terkait