RADIASI BENDA HITAM

Electromagnetic Spectrum visible light microwaves infrared ultraviolet x-rays 1000 100 10 1 0.1 0.01 Low Energy High Energy  (m)

Beberapa Pengamatan Setiap benda akan memancarkan cahaya bila dipanaskan, contoh besi yang dipanaskan Warna yang terpancar tidak bergantung pada jenis bahan atau warna asalnya, melainkan pada temperaturnya semata Di samping cahaya tampak, benda tersebut juga memancarkan radiasi infra merah

Beberapa Pengamatan Radiasi juga tetap terjadi bila benda yang digunakan berwarna hitam (mis: karbon) Radiasi baru melemah jika benda didinginkan sampai mendekati temperatur mutlak (0 kelvin)

Beberapa Pengamatan Lebih Jauh Radiasi cahaya tampak hanya merupakan bagian kecil saja dari radiasi keseluruhan terdapat suatu maksima untuk setiap temperatur bahan, maks

Definisi Benda Hitam Benda hitam adalah benda yang dengan sempurna menyerap seluruh energi yang diterimanya, tanpa ada bagian yang dipantulkan. Keberadaan benda hitam sangat penting untuk memahami mengenai radiasi thermal dan radiasi EM suatu benda. Benda hitam sempurna dapat digunakan sebagai pembanding radiasi benda yang lain. An oven with a small opening produces a very good blackbody spectrum.

Hukum Radiasi Benda Hitam (1) 1- Hukum Rayleigh-Jeans * Sesuai untuk pengukuran pada panjang gelombang yang besar. Memprediksi energi radiasi yang mencapai harga tak hingga pada panjang gelombang yang lebih pendek  Bencana Ultraviolet. .

Bencana Ultraviolet Permasalahan ada pada faktor pembagi persamaan di atas.

Hk. Radiasi Benda Hitam (2) 2- Hukum Planck Sebagai fungsi dari panjang gelombang : - Sebagai fungsi dari frekwensi : I:- Spectral radiance or energy per unit time per unit surface area per unit solid angle per unit frequency or wavelength. It has SI unit of J•s-1•m-2•sr-1•Hz-1, or J•s-1•m-2•sr-1•m-1. C = nu * Lambda.

Pandangan Klasik dan Kuantum Pada panjang gelombang yang besar ada kesesuaian, kecuali pada panjang gel pendek. Rayleigh-Jeans ∞, Black-body 0.

Hukum Radiasi Benda Hitam (3) 3- Hk. PERGESERAN WIEN - Pada saat memanaskan benda maka warnanya akan berubah. - Bisa digunakan untuk menghitung T bintang T permukaan Matahari : 5778 K, Ini sesuai dengan T dari puncak emisinya : 502 nm = 5000 Å. - b : konstantan pergeseran Wien : 2.897 768 5(51) × 10–3 m K = 2.897768 5(51) × 106 nm K.

Hukum Radiasi Benda Hitam (4) 4- Hukum Stefan-Boltzmann * Menggambarkan Fluks energi yang diemisikan oleh benda hitam pada setiap panjang gelombang (W/m2) ( luas dibawah kurva). * Menerangkan perubahan tinggi kurva pada saat T meningkat. * Sigma = 5.67 * 10-8 J s-1 m-2 K-4, Konstanta Stefan-Boltzmann c. Radiant exitance is defined as the amount of radiant flux (radiant energy per unit time) leaving a surface per unit area.

Radiasi Benda Hitam - Luas permukaan bumi dilihat dari luar angkasa, Area = πr2. - Total energi yang mengenai bumi = (πr2)So. - Energi yang diserap bumi/atmosfer dilihat dari angkasa : Energi yang diserap = (πr2)So(1 - A). Benda harus dalam keadaan setimbang, sehingga energi yang mengenai bumi akan dipancarkan kembali dalam bentuk radiasi termal, digambarkan oleh Hukum Stefan-Boltzmann , Energi yang dipancarkan = (4πr2)σT4. - Asumsikan energi yang diserap sama dengan energi yang dipancarkan , maka (πr2)So(1 - A) = (4πr2)σTE4, Penyelesaian T : TE = [So(1 - A)/(4σ)](1/4) = [1370•(1-0.3)/(4•5.67x10-8)](1/4) = 255 K. The albedo A of the Earth/atmosphere system is the fraction of incoming solar radiation that is reflected by the Earth/atmosphere system. where r is Earth's radius, about 6,378 km.

Kesimpulan Jika temperatur naik maka puncak panjang gelombang yang diemisikan oleh benda hitam akan menurun. Jika temperatur naik maka total energi yang diemisikan akan naik karena luas di bawah kurva jadi lebih besar Pada panjang gelombang sangat panjang (infinite) maka radiasi akan mendekati nol

- Benda hitam secara teoretik akan menadsorbsi 100% radiasi yang mengenainya.. - Teori radiasi benda hitam ini digunakan untukl mengetahui karakteristik suatu bintang dengan mengasumsikan bintang berperilaku seperti benda hitam - Pada temperatur tertentu benda hitam akan mengemisikan energi maksimumnya untuk temperatur tersebut. Energi yang diradiasikan tersebut mutlak hanya bergantung pada temperatur benda tersebut