Radiasi Benda Hitam – Pengertian, Hukum, Sifat dan Contohnya

Daftar Baca Cepat show

Warna adalah suatu bentuk keindahan yang melengkapi indahnya seluruh alam semesta beserta isinya, di mana masing-masing warna memiliki karakteristik tersendiri dan warna-warna tersebut dapat menciptakan warna baru bila dikombinasikan dengan warna lain yang berbeda.

Nah jika berbicara tentang cahaya sadarkah kita bahwa cahaya matahari yang setiap hari kita nikmaii ternyata memancarkan radiasi? Ya, cahaya matahari memang memancarkan radiasi terutama bila cahaya tersebut berbenturan dengan warna-warna seperti contoh nya warna hitam.

Berikut akan dijelaskan pada pembahasan di bawah ini.

Pengertian Radiasi Benda Hitam

Sebelum mengenal radiasi benda hitam ada baiknya kita mengenali terlebih dahulu pengertian dari benda hitam itu sendiri. Benda hitam khususnya yang berhubungan dengan teori ini adalah benda berwarna hitam atau dapat juga berwarna buram yang memiliki sifat gelap dan tidak memantulkan atau menyerap cahaya.

Jika dikaitkan dengan radiasi maka kesimpulannya radiasi benda hitam adalah radiasi thermal atau cahaya elektromagnetik yang terjadi di dalam atau di sekitar benda tersebut pada saat terjadi kesetimpangan thermo dinamika antara benda tersebut dengan lingkungan atau terjadi ketika ada proses emisi dari benda hitam tersebut.

Lebih mudahnya dapat dikatakan bahwa radiasi benda hitam adalah radiasi yang terjadi pada saat benda hitam tersebut menyerap dan menahan cahaya yang kemudian akan mengakibatkan radiasi ke dalam benda tersebut atau ke lingkungan sekitarnya. Di mana hal itu bisa dirasakan melalui peningkatan suhu atau perubahan warna.

Jika benda hitam ternyata menyerap cahaya, lantas apa yang menyebabkan hal tersebut? Apakah ada teori tertentu yang dapat menjelaskan fenomenanya?

Jawabannya adalah ada.

Secara teknis benda hitam digambarkan sebagai benda dengan rongga dan lubang-lubang kecil di mana ketika benda hitam tersebut terkena cahaya matahari maka berkas cahaya yang datang akan memasuki rongga melalui lubang-lubang kecil benda tersebut dan cahaya yang masuk melalui lubang-lubang kecil tersebut akan dipantulkan berulang-ulang sehingga terjebak dalam lubang-lubang kecil tersebut. Hal ini dapat terjadi karena benda hitam memiliki daya serap cahaya dan daya pancar setara dengan satu yang berarti benda hitam menyerap seluruh energi yang diterima sehingga tidak ada energi yang keluar kembali.

Apabila itu yang terjadi ketika benda hitam tidak memantulkan cahaya, lanta sapa yang menyebabkan terjadinya radiasi dan perubahan suhu di dalam atau di sekitar benda hitam tersebut? Hal tersebut terjadi karena permukaan dinding dalam lubang-lubang kecil dan rongga dalam benda hitam tersebut menyerap cahaya yang dipantulkan di mana cahaya dengan suhu lebih rendah dari suhu lingkungan di sekitarnya akan diserap namun jika cahaya tersebut suhunya lebih tinggi dari lingkungan di sekitarnya maka panas dari cahaya tersebut akan dipancarkan.

Hukum Radiasi Benda Hitam

Beberapa ilmuwan telah mengemukakan hukum-hukum mengenai radiasi benda hitam, iluwan-ilmuwan tersebut di antraranya adalah hukum radiasi Benda hitam Planck dan hukum Stefan-Boltzmann.

Berikut akan dibahas masing-masing mengenai hukum-hukum tersebut.

1. Hukum Radiasi Benda Hitam Planck (Max Planck, 1900)

Hukum ini menjabarkan mengenai distribusi energi yang dipancarkan oleh suatu benda hitam yang mana hukum ini mengemukakan gagasan bahwa energi adalah sebuah besaran yang dihasilkan benda dalam bentuk paket-paket kecil yang terputus-putus bukan dalam bentuk pancaran molar di mana paket-paket kecil tersebut sekarang dikenal sebagai istilah kuanta yang kemudian hukum ini dijadikan sebagai dasar tori kuantum.

Max Planck mengemukakan dua anggapan mengenai radiasi benda hitam yakni:

“Energiradiasi yang dipancarkan oleh getaran isolator benda merupakan kuanta energi di mana besarnya energi dalam tiap paket-paket kuanta adalah kelipatan bilangan bulat besaran E yang dirumuskan sebagai E = n.h.f ”

n = bilangan bulat yang menyatakan bilangan kuantum

h = konstanta Planck dengan nilai 6,626 x 10-34 Js

f = frekuensi

“Energi radiasi diserap dan dipancarkan oleh molekul-molekul secara diskret yang kemudian dikenal sebagai kuanta atau foton. Energi radiasi ini terkuantasi di mana besar satu foton dirumus kan dengan E = h.f “

h = konstanta pembanding 6,626 x 10-34 Js = 4,136 x 10-34eVs

f = frekuensi.

2. HukumStefan-Boltzmann (Josef Stefan – Ludwig Boltzmann 1979),

Hukum ini memiliki gagasan di mana “Total energi terpancar tiap waktu dari satuan luas permukaan benda hitam ideal sebanding dengan kekuatan empat suhu absolute benda hitam tersebut”

Hukum ini di rumuskan dengan I _total = P/A = eσT⁴atau P = eσAT⁴

P = Daya Radiasi

A = Luas Permukaan

σ = Konstanta Sefan-Boltzmann 5,67 x 10^-8 W/m²K

e = Emisivitas benda hitam (e=1)

T = Suku (K)

Sifat-Sifat Radiasi Benda Hitam

Radiasi benda hitam ideal juga memiliki sifat-sifat tertentu, sifat-sifat tersebut di antaranya adalah :

Pada benda hitam yang lebih banyak biasanya akan dapat mengeluarkan cahaya yang lebih banyak juga. Berbeda dengan benda hitam dingin yang akan mengeluarkan cahaya lebih sedikit.
Sifat spektrum benda hitam adalah tetap berada di puncak dan biasanya akan berpuncak pada suatu panjang gelombang tertentu. Yang mana pada saat di puncak kurva. Benda hitam yang berada pada spektrum tersebut akan mulai bergerak. Pada gelombang yang mempunyai panjang lebih pendek dari benda yang lebih panas.

Contoh Radiasi Benda Hitam

Contoh dari radiasi benda hitam di antaranya adalah Efek Rumah Kaca dalam pemanasan global, penggunaan pakaian berwarna hitam yang menyebabkan penyerapan panas dari cahaya matahari, penggunaan termos dan kinerja panel surya.

Radiasi memang dapat berdampak sangat buruk bahkan fatal jika kadarnya tinggi, namun sebenarnya radiasi tidak selalu menyebabkan kerugian selagi kita dapat memanfaatkannya dengan baik dan dengan kadar normal tentunya seperti pada penggunaan panel surya.

Nah, di atas sudah dijelaskan hal-hal terkait dengan radiasi benda hitam, menarik bukan? Semoga pembahasan di atas menambah wawasan anda dan sampai jumpa pada pembahasan berikutnya.

Artikel Lainnya :