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.

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

A_o = 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”.

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 :
λ_maks = 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.