Kamis, 02 April 2015
Pernahkah kalian memakai pakaian hitam di
siang hari yang panas? Jika pernah, bagaimana rasanya? Pasti sangat panas,
bukan? Mengapa? Ini karena warna hitam menyerap semua cahaya atau sinar yang
jatuh mengenainya sehingga benda tersebut akan menjadi panas. Inilah yang
disebut radiasi benda hitam.
Pernahkah
kalian melihat lampu pijar? Jika kalian perhatikan, pada bagian filamen lampu
berwarna kuning keputih-putihan padahal lampu berwarna biru. Mengapa hal ini
terjadi? Ini terjadi karena suhu lampu pijar di atas 2.000 K. Semua benda yang
berada pada suhu di atas 2.000 K akan memancarkan cahaya putih.
Dalam
perambatan cahaya melalui ruang hampa, cahaya dianggap sebagai gelombang,
seperti pada peristiwa interferensi dan difraksi. Adapun dalam peristiwa interaksi
cahaya dengan atom maupun molekul, cahaya dianggap sebagai partikel. Peristiwa
tersebut antara lain radiasi panas, efek fotolistrik, dan gejala Compton.
1. Pengertian Radiasi Panas
Radiasi
panas adalah radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat suhunya.
Setiap benda memancarkan radiasi panas, tetapi pada umumnya, kalian dapat
melihat sebuah benda, karena benda itu memantulkan cahaya yang datang padanya,
bukan karena benda itu memancarkan radiasi panas. Benda baru terlihat karena
meradiasikan panas jika suhunya melebihi 1.000 K. Pada suhu ini benda mulai
berpijar merah seperti kumparan pemanas sebuah kompor listrik. Pada suhu di
atas 2.000 K benda berpijar kuning atau keputih-putihan, seperti pijar putih
dari filamen lampu pijar. Begitu suhu benda terus ditingkatkan, intensitas
relatif dari spektrum cahaya yang dipancarkannya berubah. Hal ini menyebabkan
pergeseran warna-warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk
menentukan suhu suatu benda.
 |
|
Gambar 1.
Filamen lampu pijar meradiasikan panas pada suhu di atas 2.000 K.
|
Secara
umum bentuk terperinci dari spektrum radiasi panas yang dipancarkan oleh suatu
benda panas bergantung pada komposisi benda itu. Walaupun demikian, hasil
eksperimen menunjukkan bahwa ada satu kelas benda panas yang memancarkan
spektra panas dengan karakter universal. Benda ini adalah benda hitam atau
black body.
Benda
hitam didefinisikan sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi yang
datang padanya. Dengan kata lain, tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar
dari benda hitam. Jadi, benda hitam mempunyai harga absorptansi dan emisivitas
yang besarnya sama dengan satu.
Seperti
yang telah kalian ketahui, bahwa emisivitas (daya pancar) merupakan
karakteristik suatu materi, yang menunjukkan perbandingan daya yang dipancarkan
per satuan luas oleh suatu permukaan terhadap daya yang dipancarkan benda hitam
pada temperatur yang sama. Sementara itu, absorptansi (daya serap) merupakan
perbandingan fluks pancaran atau fluks cahaya yang diserap oleh suatu benda
terhadap fluks yang tiba pada benda itu.
 |
|
Gambar
2. Pemantulan yang terjadi pada benda hitam.
|
Benda
hitam ideal digambarkan oleh suatu rongga hitam dengan lubang kecil. Sekali
suatu cahaya memasuki rongga itu melalui lubang tersebut, berkas itu akan
dipantulkan berkali-kali di dalam rongga tanpa sempat keluar lagi dari lubang tadi.
Setiap kali dipantulkan, sinar akan diserap dinding-dinding berwarna hitam.
Benda hitam akan menyerap cahaya sekitarnya jika suhunya lebih rendah daripada
suhu sekitarnya dan akan memancarkan cahaya ke sekitarnya jika suhunya lebih
tinggi daripada suhu sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1. Benda hitam
yang dipanasi sampai suhu yang cukup tinggi akan tampak membara.
Benda
hitam sempurna adalah pemancar kalor paling baik (e = 1). Contoh yang mendekati
benda hitam sempurna adalah kotak tertutup rapat yang dilubangi dengan lubang
udara (ventilasi) rumah.
0 Comments:
Subscribe to:
Posting Komentar (Atom)
