kelasXIIIPA_Mudah_dan_aktif_belajar_fisika_Dudi..

Tes Kompetensi Awal
Sebelum mempelajari konsep Radiasi Benda Hitam, kerjakanlah soal-soal berikut dalam buku latihan.
1. Jika Anda menjemur dua kain basah yang berwarna
hitam dan putih di bawah sinar Matahari, kain
manakah yang akan lebih cepat kering? Jelaskan
mengapa demikian?
2. Apa yang dimaksud dengan benda hitam sempurna?
176
Gambar 7.1
Cahaya yang masuk ke dalam
kotak yang dianggap sebagai
benda hitam sempurna, akan
dipantulkan terus-menerus oleh
dinding kotak.
Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
A. Pengertian Radiasi Benda Hitam
1. Radiasi Benda Hitam
3. Apakah setiap benda selalu memancarkan energi?
4. Apa yang dimaksud dualisme gelombang partikel?
5. Apa yang dimaksud efek fotolistrik dan efek Compton?
Sebutkan juga tokoh-tokoh penemuan gejala tersebut.
Anda telah belajar di kelas X tentang pancaran atau radiasi oleh
suatu benda. Misalnya, hubungan antara banyaknya energi yang
dipancarkan dan suhu yang dimiliki suatu benda. Secara sederhana, Anda
dapat melakukan pengamatan melalui sebuah kegiatan yang sering
dilakukan. Misalnya, ketika Anda berolahraga pada pagi hari yang cerah,
Anda akan merasakan adanya kalor yang dipancarkan oleh cahaya
Matahari ke tubuh. Ketika Anda masuk ke dalam ruangan akan terasa
bahwa suhu ruangan meningkat. Hal tersebut menunjukkan adanya kalor
yang dipancarkan dari tubuhmu terhadap lingkungan dengan cara radiasi.
Contoh tersebut membuktikan bahwa benda akan memancarkan
radiasi elektromagnetik jika memiliki suhu tinggi. Radiasi elektromagnetik
yang dipancarkan oleh benda disebut radiasi termal.
Tahukah Anda, apa yang dimaksud dengan benda hitam? Benda hitam
adalah suatu sistem yang dapat menyerap semua radiasi kalor yang mengenai
benda atau sistem tersebut. Supaya Anda dapat lebih memahami tentang
benda hitam, perhatikan gambar berikut.
Pada Gambar 7.1 diperlihatkan sebuah kotak yang terbuat dari logam
yang dapat dianggap sebagai benda hitam sempurna, dan salah satu sisinya
dibuat lubang. Cahaya yang masuk melalui lubang dipantulkan terusmenerus
oleh dinding kotak dan hampir dapat dipastikan tidak ada lagi
cahaya yang keluar. Ini artinya, lubang telah berfungsi menyerap semua
radiasi kalor yang ada. Radiasi cahaya yang keluar dari dalam kotak
hitam melalui sebuah lubang berasal dari osilator-osilator harmonik yang
bergetar di dalam kotak dengan modus getar tertentu. Atom-atom pada
dinding kotak akan menyerap energi panas dan bergetar. Atom-atom ini
akan berlaku sebagai osilator harmonik yang menimbulkan gelombang
elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik yang ditimbulkan oleh
osilator akan dipantulkan berulang-ulang oleh dinding kotak dan
membentuk gelombang berdiri.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa intensitas radiasi termal
berbanding lurus dengan pangkat empat suhu benda. Semakin tinggi suhu
sebuah benda, semakin besar pula energi kalor yang dipancarkan. Selain
itu, energi kalor dan intensitas radiasi termal sangat bergantung pada
kondisi, bentuk, dan permukaan yang dimiliki benda. Menurut Stefan-
Boltzmann, intensitas radiasi termal suatu benda dinyatakan dengan
I = e! T 4 (7–1)