RADIASI BENDA HITAM (BLACK BODY)

Presentasi berjudul: "RADIASI BENDA HITAM (BLACK BODY)"— Transcript presentasi:

1 RADIASI BENDA HITAM (BLACK BODY)
Setiap benda memancarkan radiasi elektromagnetik yang sifat radiasi tergantung pada temperatur benda Kemampuan benda memancarkan radiasi sangat berkaitan dengan kemampuan benda mengabsopsi radiasi Manusia dan hewan memancarkan radiasi infra merah.

2 Benda yang panas (T> 0 K dianggap panas) memancarkan gel
Benda yang panas (T> 0 K dianggap panas) memancarkan gel.elekromagnetik (EM) Contoh:Lampu pijar panas karena lampu memancarkan radiasi infra merah (IR)

3 Teori klasisk asal radiasi dari benda panas
Sekitar tahun 1888 – 1900, cahaya telah dipahami merupakan radiasi EM Karena benda panas memancar radiasi EM maka fisikawan pada saat itu berusaha memahami asal radiasi benda panas dari teori gel.EM dan termodinamika.

4 Semua benda panas meradiasi gel EM untuk semua panjang gelombang.
Namun demikian intensitas energi panjang gelombang berbeda secara kontinyu dari panjang gelombang ke panjang gelombang lainnya. Dengan kata lain distribusi spektrum energi radiasi benda panas merupakan fungsi panjang gelombang.

5 Contoh: Distribusi intensitas radiasi yang dipancarkan benda panas, pada panjang gelombang tertentu tergantung pada temperatur.

6 Introduksi benda panas ideal (black body radiation)
Secara realitas distribusi spektrum radiasi suatu benda tergantung pada jenis dan permukaan benda sehingga berbeda dalam efisiensi penyerapan dan pancaran radiasinya. Hal ini mengakibatkan studi asal radiasi dari benda panas tergantung kasus, dengan kata lain akan memberikan kesimpulan berdasarkan satu benda dan tidak bisa diterapkan untuk semua benda karena absopsi permukaan berbagai benda berbeda. Contoh: pada temperatur sama distribusi spektrum keluaran knalpot Toyota dan Honda berbeda.

7 Strategi untuk mengatasi hal ini diintroduksi benda hitam ideal yang secara definisi suatu benda yang dapat menyerap semua radiasi yang mengenai benda tak tergantung frekuensi. Benda ideal berlaku universal dan memungkin- kan kita untuk mengabaikan prilaku lebih teliti dari benda yang memancarkan radiasi karena benda hitam berprilaku identik. Semua permukaan dapat didekati berprilaku sebagai suatu benda hitam yang mempunyai parameter EMMISSIVITY (e). e=1 benda hitam sempurna, e << 1 tak sempurna

8 Ilustrasi Pendekatan Blackbody
Pendekatan yang baik black body adalah lubang kecil dari benda yang berongga. Lubang bertindak sebagai penyerap yang baik Black Body adalah lubang

9 Setiap radiasi yang masuk benda berongga lewat lubang akan terperangkap dan akhirnya diserap oleh benda. Dinding benda menyerap secara konstan dan memancarkan energi pada EM termal. Peristiwa radiasi meninggalkan rongga melalui lubang tergantung hanya pada temperatur kavitas dan tidak pada detail permukaan atau frekuensi radiasi.

10 Rinkasan Black body Black body pada kesetimbangan termal menyerap dan memancarkan radiasi pada laju yang sama. Lubang berprilaku secara efektif sebagai Black Body karena lubang menyerapa secara efektif semua radiasi mengenainya. Pada saat sama lubang juga memancar semua radiasi yang diserap pada laju yang sama dengan radiasi yang diserap. Distribusi spektrum emisi tergantung melulu pada temperatur dan tidak pada detail prilaku lainnya (bentuk dan komposisi rongga (cavity) benda hitam)

11 Mengapa spekrum distribusi BB mempunyai bentuk sebagaimana terukur?
Contoh spekrum BB untuk berbagai temperatur

12 → tidak sesuai untuk freku- ensi rendah (λ besar)
Rumus empiris Wien untuk rapat tenaga radiasi antara frekuensi  dan  + d ud = C13e – C2 /T d C1, C2 parameter empiris → tidak sesuai untuk freku- ensi rendah (λ besar) 1899 J.W.S. Rayleigh dan J.H. Jeans: dengan elektro- dinamika klasik dan mekani- ka statistik menurunkan ru- mus ud = (8π/c3) kT2d k = tetapan Boltzmann → tidak sesuai untuk frekuensi tinggi (λ kecil) Wien 

13 Contoh spektrum BB adalah universal yang hanya tergantung pada temperatur

14

15 A pure EM wave