Pengertian Radiasi Benda Hitam, Radiasi Panas, Rumus & Contoh Soal – Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang radiasi benda hitam. Yang meliputi pengertian radiasi benda hitam, radiasi panas, rumus dan contoh soal radiasi benda hitam yang dibahas dengan lengkap dan ringan. Agar lebih detailnya silakan simak ulasan dibawah ini dengan seksama.
Mari kita bahas pengertian radiasi benda hitam terlebih dahulu dengan seksama.
Pengertian Radiasi Benda Hitam
Warna hitam merupakan suatu warna yang menyerap seluruh cahaya atau sinar yang jatuh mengenainya sehingga menyebabkan benda tersebut panas. Contohnya adalah ketika kalian memakai baju atau kaos yang berwarna hitam pada siang hari, tentu sangat panas. Peristiwa ini disebut dengan radiasi benda hitam.
Radiasi benda hitam yaitu jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi pada sekitar atau didalam benda dalam keadaan kesetimbangan termodinamika dengan lingkungannya atau ketika terdapat proses pelepasan dari benda hitam. Sedangkan benda hitam adalah benda yang buram dan tidak bisa memantulkan cahaya.
Jika kita melihat secara detail pada lampu pijar, di bagian filamen lampu warnanya kuning keputih-putihan meskipun lampu tersebut berwarna biru. Hal ini terjadi karena pada lampu pijar bersuhu diatas 2000 K. Semua benda yang memiliki sudu diatas 2.000 K pasti akan memancarkan cahaya putih.
Perambatan cahaya melewati ruang hampa, cahaya dianggap gelombang, hampir sama dengan peristiwa interferensi dan difraksi. Yang mana pada peristiwa interaksi cahaya dengan atom ataupun molekul, cahaya dianggap sebagai partikel. Peristiwa ini antara lain, radiasi panas, efek fotolistrik, dan gejala compton.
Pengertian Radiasi Panas
Radiasi panas atau disebut juga radiasi kalor ialah radiasi yang dipancarkan dari suatu benda sebagai akibat suhunya. Masing-masing benda memancarkan radiasi panas, tetapi umumnya, kita dapat melihat suatu benda karena benda tersebut memantulkan cahaya yang datang padanya, bukan karena benda tersebut memancarkan radiasi panas.
Benda itu akan terlihat karena meradiasikan panas apabila suhunya lebih dari 1.000 K. Dalam suhu tersebut benda mulai berpijar merah, misalnya kumparan pemanas suatu kompor listrik. Pada suhu diatas 2.000 K benda yang berpijar menjadi keputih-putihan atau kuning, seperi pijar putih dari filamen lampu pijar.
Jika suhu benda tersebut ditingkatkan, maka intensitas relatif dari spektrum cahaya yang dipancarkan menjadi berubah. Hal tersebut menjadikan pergeseran warna-warna spektrum yang diamati, yang dapat dipakai dalam penentuan suhu sebuah benda.
Secara umum bentuk rinci oleh spektrum radiasi panas yang dipacarkan dari sebuah benda panas tergantung dari komposisi benda tersebut. Meskipun demikian, hasil percobaan menyatakan jika ada satu kelas benda panas yang memancarkan spektra panas dengan karakter universal. Benda tersebut adalah benda hitam atau black body.
Seperti yang sudah dijelaskan diawal, bahwa benda hitam menyerap semua radiasi yang datang. Istilah lain adalah tidak terdapat radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam. Maka benda hitam mempunyai harga absorptansi dan emisivitas yang besarnya sama dengan satu.
Emisivitas (daya pancar) adalah karakteristik dari suatu materi, yang menggambarkan perbandingan daya yang dipancarkan per satuan luas dari sebuah permukaan terhadap daya yang dipancarkan benda hitam dengan temperatur yang sama. Sedangkan abrsorptansi (daya serap) adalah perbandingan fluks pancaran atau fluks cahaya yang diserap dari suatu benda terhadap fluks yang datang dari benda tersebut.
Benda hitam diibaratkan seperti suatu rongga hitam dengan lubang kecil. Sangat sedikit cahaya masuk rongga itu melewati lubang tersebut, berkas cahaya akan dipantulkan berulang kali didalam rongga tanpa dapat keluar lagi dari lubang tadi.
Setiap dipantulkan, sinar akan diserap oleh dinding-dinding berwarna hitam. Benda hitam akan menyerap cahaya disekelilingnya jika suhunya lebih rendah dari suhu sekelilingnya dan akan memancarkan cahaya ke sekelilingnya jika suhunya lebih tinggi dari suhu sekelilingnya. Hal tersebut bisa dilihat pada gambar dibawah, jika benda hitam dipanasi hingga suhunya cukup tinggi akan terlihat membara.
Benda hitam yang sempurna adalah pemancar kalor yang baik (e = 1). Contohnya yang hampir sempurna adalah kotak yang tertutup rapat yang dilubangi dengan lubang udara (ventilasi) di rumah.
Rumus Radiasi Benda Hitam
Radiasi benda hitam menjangkau semua daerah panjang gelombang. Distribusi energi pada daerah panjang gelombang ini memiliki ciri khusus yaitu suatu nilai maksimum pada panjang gelombang tertentu. Letak nilai maksimum bergantung dari temperatur, yang akan berpindah atau geser menuju arah panjang gelombang pendek seiring dengan temperatur yang meningkat.
Di tahun 1879 ahli fisika dari Austria yang bernama Josef Stefan melaksanakan suatu percobaan untuk tahu karakter universal dari radiasi benda hitam. Kemudian dia menemukan jika daya total per satuan luas yang dipancarkan pada seluruh frekuensi dari suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat dirumuskan:
I total = σ . T4 ………………………………………………. (1)
I menunjukkan bahwa intensitas radiasi pada permukaan benda hitam di seluruh frekuensi. T adalah suhu mutlak benda dan σ adalah tetapan Stefan-Boltzman yang bernilai 5,67 x 10-8 Wm-2K-4
Pada peristiwa benda panas yang bukan benda hitam, akan memenuhi hukum yang serupa, hanya diberi tambahan koefisien emisivitas yang lebih kecil daripada 1 sehingga menjadi:
I total = e.σ.T4………………….. (2)
Intensitas merupakan daya per satuan luas, maka persamaan (2) bisa ditulis dengan:
P/A = e.σ.T4………………………..(3)
Dengan ketentuan:
P = daya radiasi (W)
A = Luas permukaan benda (m2)
e = koefisien emisivitas
T = suhu mutlak (K)
Beberapa tahun setelahnya, dengan dasar tentang teori gelombang elektromagnetik cahaya, Ludwih Boltzmann (1844 – 1906) secara teoritis mewariskan hukum yang diungkapkan oleh Joseph Stefan (1853 – 1893) dari gabungan termodinamika dan persamaan-persamaan Maxwell. Oleh sebab itu, persamaan (2) dikenal pula sebagai Hukum Stefan-Boltzmann, yang bunyinya:
“Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam pada satuan waktu maka akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur termodinamikanya”.
Contoh Soal Radiasi Benda Hitam
1.Lampu pijar dapat dianggap berbentuk bola. Jari-jari lampu pijar pertama 3 kali jari-jari lampu pijar kedua, suhu lampu pijar pertama 67 oC dan suhu lampu pijar kedua 407 oC. Maka tentukan perbandingan daya radiasi lampu pijar pertama terhadap lampu pijar kedua!
Cerpen Motivasi : Pengertian, Tips Menulis dan Contohnya Cerpen Motivasi : Pengertian, Tips Menulis dan Contohnya - Cerpen Motivasi itu seperti apa?, Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas apakah itu Cerpen Persahabatan dan hal-hal lain tentangnya.Mari kita simak…
√ 22 Pengertian Seni Lukis, Teknik, Unsur, Alat, Bahan,… 22 Pengertian Seni Lukis, Teknik, Unsur, Alat, Bahan, Aliran & Contohnya - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang seni lukis. Pembahasan yang meliputi pengertian seni lukis menurut para ahli,…
√ Pengertian Radioaktif, Jenis, Sifat, Manfaat & Efek… Pengertian Radioaktif, Jenis, Sifat, Manfaat & Efek Kesehatan - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang Radioaktif. Yang meliputi pengertian radioaktif, jenis-jenis radioaktif, sifat, manfaatnya dan efek bagi kesehatan yang…
√ Teks Ulasan : Pengertian, Tujuan, Struktur dan Contohnya Teks Ulasan : Pengertian, Tujuan, Struktur dan Contohnya - Pada kesempatan ini Seputar Pengetahuan akan membahas tentang Teks Ulasan. Yang mana menjelaskan pengertian teks ulasan, tujuan, ciri, struktur, jenis dan…
Unsur Cuaca dan Iklim (Pembahasan Terlengkap) Unsur Cuaca dan Iklim (Pembahasan Terlengkap) - Pada kesempatan kali ini Seputar Pengetahuan akan membahas mengenai cuaca dan iklim. Apa yang akan kita bahas? Mari simak uraian dibawah ini. Unsur Cuaca…
Lensa Cekung : Pengertian, Sifat - Sifat, Rumus,… Apa Contoh Lensa Cekung itu? Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas apa itu Lensa Cekung dan unsur – unsur lain tentangnya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini…
Contoh Soal Seni Budaya Kelas 10 (X) SMA/MA/SMK Semester 1… Contoh Soal Seni Budaya Kelas 10 (X) SMA/MA/SMK Semester 1 dan 2 (2019 dan 2020)- Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas Soal Seni Budaya Kelas 10 Pilihan Ganda dan Essay…
√ Pengertian Listrik Dinamis, Rumus & Contoh Soal (Bahas… Pengertian Listrik Dinamis, Rumus & Contoh Soal (Bahas Lengkap) - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang listrik dinamis. Yang meliputi pengertian listrik dinamis, rumus listrik dinamis, contoh soal listrik…
Kata Pengantar : Pengertian, Struktur dan Contohnya Kata Pengantar : Pengertian, Struktur dan Contohnya - Bagaimana cara menulis Kata Pengantar yang baik ?Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas apakah itu Kata Pengantar dan hal lain tentangnyanya.Mari kita simak…
Pencak Silat : Pengertian, Sejarah, Ciri, Tujuan, Teknik,… Pencak Silat : Pengertian, Sejarah, Ciri, Tujuan, Teknik, dan Tingkatannya - Adakah yang belum tahu apa itu Pencak Silat ?Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas tentang Pencak Silat dan hal-hal lain…
Bakteri dan Peranannya : Jenis, Peranan Menguntungkan dan… Bakteri dan Peranannya : Jenis, Peranan Menguntungkan dan Merugikan - Apakah itu bakteri? Bakteri merupakan suatu organisme bersel tunggal atau uniseluler, prokariota atau prokariot, berukuran microskopik atau sangat kecil. Bakteri menyumbang…
Dari Manakah Energi Matahari Dihasilkan ?: Lapisan Geografis… Dari Manakah Energi Matahari Dihasilkan ?: Lapisan Geografis Matahari dan Reaksi Fusi Termonuklir - Bagaimana Matahari Menghasilkan Energi ?,Pada kesempatan kali ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahasnya dan tentu hal-hal yang juga…
Zaman Renaissance Zaman Renaissance : Pengertian, Sejarah, Latar Belakang dan Para Tokohnya - Apa yang di maksud dengan zaman renaissance? Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahasnya dan tentunya tentang hal lain yang juga…
Kata Kata Bijak Islami Kata Kata Bijak Islami - Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas tentang Kata Kata Bijak Islami dan contohnya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini untuk lebih dapat…
√ Black Hole : Pengertian, Teori, Sejarah, Ciri dan Jenisnya Black Hole : Pengertian, Teori, Sejarah, Ciri dan Jenisnya – Pada kesempatan ini Seputar Pengetahuan akan membahas tentang Black Hole. Yang mana dalam pembahasan kali ini menjelaskan pengertian black hole,…
√ Pengertian Proyektor, Sejarah, Fungsi, Jenis, Cara Kerja,… Pengertian Proyektor, Sejarah, Fungsi, Jenis, Cara Kerja, Kelebihan & Kekurangannya - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang proyektor. Yang meliputi pengertian proyektor, sejarah proyektor, fungsi proyektor, jenis-jenis proyektor…
√ Pengertian Cermin Cekung, Sinar Istimewa, Sifat Bayangan,… Pengertian Cermin Cekung, Sinar Istimewa, Sifat Bayangan, Rumus, Contoh Soal - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang cermin cekung. Yang meliputi pengertian cermin cekung, sinar istimewa cermin cekung, rumus…
Permainan Bulu Tangkis : Sejarah, Teknik, Peraturan, Sarana… Permainan Bulu Tangkis : Sejarah, Teknik, Peraturan, Sarana Dan Prasarananya - Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas permainan bulu tangkis dan tentunya tentang hal lain yang juga melingkupinya.Mari kita simak…
Ergonomi Adalah : Tujuan, Manfaat, Prinsip dan Ruang… Ergonomi Adalah : Tujuan, Manfaat, Prinsip dan Ruang Lingkupnya – Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang Ergonomi. Yang meliputi pengertian ergonomi, tujuan, manfaat, prinsip dan ruang lingkup yang…
Piutang adalah : Pengertian, Ciri, Jenis, Klasifikasi,… Piutang adalah : Pengertian, Ciri, Jenis, Klasifikasi, Pengelolaannya - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan piutang. Yang meliputi tentang pengertian, ciri-ciri piutang, jenis piutang, klasifikasi piutang dan pengelolaan piutang yang…
√ Perpindahan Kalor Secara Radiasi (Pancaran), Rumus &… Perpindahan Kalor Secara Radiasi (Pancaran), Rumus & Contoh Soal - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang perpindahan kalor. Yang meliputi pengertian perpindahan kalor secara radiasi atau pancaran, rumus perpindahan…
Integral Tak Tentu : Pengertian, Rumus, Sifat dan Contoh… Integral Tak Tentu : Pengertian, Rumus, Sifat dan Contoh Soal - Apa yang di maksud dengan Integral Tak Tentu dan bagaimana Cara perhitungan Operasi matematikanya ?Pada kali ini Seputarpengetahuan.co.id akan…
Gambar Mikroskop : Pengertian, Sejarah, Jenis, Bagian, Cara… Gambar Mikroskop : Pengertian, Sejarah, Jenis, Bagian, Cara Kerja dan Perawatan Mikroskop - Seberapa dekatkah dirimu mengenali bentuk dan fungsi dari Mikroskop ?Pada kali ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas tentang Mikroskop…
Teks Pidato Perpisahan Kelas 6 : Isi Pokok, Karakteristik,… Teks Pidato Perpisahan Kelas 6 : Isi Pokok, Karakteristik, Tujuan dan Contoh Pidato - Bagaimana susunan teks pidato perpisahan kelas 6 yang baik dan benar serta mengharukan ?,Pada kesempatan kali…
√ 37 Pengertian Investasi Menurut Para Ahli Terlengkap 37 Pengertian Investasi Menurut Para Ahli Terlengkap - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang investasi. Yang mana penjelasan ini tentang pengertian investasi menurut para ahli yang sudah dirangkum…
√ Pengertian Kalor, Jenis, Rumus, Kapasitas dan… Pengertian Kalor, Jenis, Rumus, Kapasitas dan Perpindahannya - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang kalor. Yang meliputi pengertian kalor, kalor jenis, rumus kalor, kapasitas kalor dan perpindahan kalor yang…
Tujuan Teks Eksplanasi : Pengertian, Struktur, Ciri, Kaidah,… Tujuan Teks Eksplanasi : Pengertian, Struktur, Ciri, Kaidah, Contoh – Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang teks eksplanasi. Yang meliputi pengertian teks eksplanasi, tujuan teks eksplanasi, struktur teks…
Teks Cerpen : Pengertian, Ciri, Struktur, Unsur dan Contoh Teks Cerpen : Pengertian, Ciri, Struktur, Unsur dan Contoh - Apakah itu Teks Cerpen ?Pada kesempatan kali ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas tentang Teks Cerpen dan hal-hal yang melingkupinya. Mari kita…
Karya Seni Rupa 2 Dimensi : Pengertian, Teknik, Unsur, Media… Karya Seni Rupa 2 Dimensi : Pengertian, Teknik, Unsur, Media dan Contohnya - Apa yang di maksud dengan Karya Seni Rupa 2 Dimensi ?Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahas apakah…
√ Pengertian Cermin Cembung, Sinar Istimewa, Sifat Bayangan,… Pengertian Cermin Cembung, Sinar Istimewa, Sifat Bayangan, Rumus & Contoh Soal - Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang cermin cembung. Yang meliputi pengertian cermin cembung, sifat istimewa cermin cembung,…