RADIASI BENDA HITAM
Radiasi kalor yang dipancarkan oleh suatu benda bergantung pada suhunya. Makin tinggi suhu suatu benda maka makin besar pula energi kalor yang dipancarkannya.
Energi Radiasi
Joseph Stefan dan Ludwig Boltzmann telah melakukan pengukuran laju energi kalor radiasi yang dipancarkan oleh permukaan suatu benda. Hasil yang diperoleh selanjutnya dikenal sebagai hukum Stefan Boltzmann yang berbunyi:
“Energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan benda dalam bentuk radiasi kalor per satuan waktu sebanding dengan luas permukaan dan sebanding dengan pangkat empat suu mutlak pernukaan itu.”
Pernyataan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:
P=Q/t=eσAT^4
Dengan
P = daya radiasi (W)
Q = energi kalor (J)
t = waktu (s)
σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67×〖10〗^(-8) W/m^2 K^4 )
e = emisivitas benda
A = luas permukaan benda (m^2)
T = suhu mutlak permukaan benda (K)
Emisivitas e suatu benda menyatakan kemampuan benda untuk memancarkan radiasi kalor dibandigkan dengan benda hitam sempurna. Benda hitam sempurna memiliki emisivitas e = 1, yaitu benda yang dapat menyerap semua energi kalor yang datang dan dapat memancarkan energi kalor dengan sempurna. Jadi, nilai emisivitas e adalah 0 dan 1 (0≤e≤1).
Perlu diingat bahwa benda hitam sempurna merupakan suatu model idealisasi. Jadi, sebenarnya tidak ada sebuah benda yang berperilaku sebagai benda hitam sempurna.
Hukum Pergeseran Wien
Wilhelm Wien, seorang ilmuwan fisika berkebangsaan Jerman menemukan suatu hubungan empiris sederhana antara panjang gelombang yang dipancarkan untuk intensitas maksimum (λ_m ) dengan suhu mutlak ( T ) sebuah benda yang dikenal sebagai hokum pergeseran Wien yaitu:
λ_m T=C=2,898 ×〖10〗^(-3) mK
Dengan C adalah konstanta pergeseran Wien.
Gambar di atas menunjukkan grafik intensitas terhadap panjang gelombang radiasi suatu benda hitam sempurna untuk tiga keadaan suhu yang berbeda. Pada gambar, puncak-puncak spektrumnya akan bergeser ke arah λ_m yang semakin besar dengan berkurangnya suhu.