5/13/2018 Rangkuman Fisika - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/rangkuman-fisika-55a754153a8f9 1/3

 

Gambar 7.1

1. Hukum Stefan-Boltzmann Josef Stefan (1835-1873) seorang ahli fisika Austria, dapat menunjukkan gejala radiasi benda

hitam melalui eksperimen. Hubungannya adalah daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh benda hitam sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya.

Melalui pengukuran langsung juga diketahui bahwa radiasi dipengaruhi oleh sifat warna benda.

Besaran ini dinamakan koefisien emisivitas, disimbulkan e. Benda hitam sempurna memiliki e =1, benda putih sempurna e = 0 dan benda-benda lain memiliki rentang 0 - 1. Penemuan Stefandiperkuat oleh Boltzmann, kemudian dikenal sebagai hukum Stefan-Boltzmann. Dan konstanta

 pembanding universal dinamakan konstanta Stefan-Boltzmann. Persamaannya dapat

dituliskan seperti di bawah.

I = e T4 

P = I . A

E = P . t

dengan : I = intensitas radiasi ( watt/m2)P = daya radiasi (watt)E = energi radiasi (joule)

T = suhu mutlak benda (K)A = luas penampang (m2)

t = waktu radiasi (s)

= konstanta Stefan-Boltzmann (5,67.10-8

Wm-2

 K -4

)

2. Pergeseran Wien

Pada pengukuran intensitas radiasi benda hitam (I) pada berbagai nilai panjang gelombang ()dapat digambarkan grafik seperti pada Gambar 7.1.Perubahan intensitas diukur pada benda hitam yang

memiliki suhu tetap T, tetapi  berbeda-beda.

Intensitas tersebut terlihat meningkat seiring dengan

 peningkatan hingga mencapai nilai maksimum.

Kemudian intensitas menurun kembali seiring

 penambahan. Panjang gelombang energi radiasi pada

saat intensitasnya maksimum dinamakanm:  panjang 

 gelombang maksimum. Pada pengukuran itu Wilhelm

Wien menemukan adanya pergeseran panjanggelombang maksimum saat suhu benda hitam berubah.

Kenaikan suhu benda hitam menyebabkan panjang gelombang maksimum yang dipancarkan benda akan mengecil. Hubungan ini dapat dituliskan seperti persamaan berikut.

mT = c

Dengan :

m = panjang gelombang intensitas radiasi maksimum (m)

T = suhu mutlak benda (K)

c = tetapan Wien (2,90.10-3

 mK)

B. Kuantum Plenck Perkembangan teori tentang radiasi mengalami perubahan besar pada saat Planck 

menyampaikan teorinya tentang radiasi benda hitam. Planck mulai bekerja pada tahun 1900.Planck mulai mempelajari sifat dasar dari getaran molekul-molekul pada dinding rongga benda

hitam. Dari hasil pengamatannya Planck membuat simpulan sebagai berikut.

5/13/2018 Rangkuman Fisika - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/rangkuman-fisika-55a754153a8f9 2/3

 Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan energinya secara diskontinu

(diskrit) berupa paket-paket energi. Paket-paket energi ini dinamakan kuanta (sekarang 

dikenal sebagai foton). Energi setiap foton sebanding dengan frekuensi gelombang radiasi 

dan

dapat dituliskan :

5/13/2018 Rangkuman Fisika - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/rangkuman-fisika-55a754153a8f9 3/3

E = h f  

dengan :E = energi foton (joule)

 f  = frekuensi foton (Hz)

h = tetapan Planck (h = 6,6.10-34

 Js)

Jika suatu gelombang elektromegnetik seperti cahaya memiliki banyak foton maka energinya

memenuhi hubungan berikut.

E = nh f  

Persamaan yang sangat berkaitan dengan hubungan

di atas adalah kecepatan cahaya :

c = .f .

Besarnya

c = 3. 108

 m/s.

Pandangan Planck inilah yang dapat merombak  pandangan fisika klasik dan mulai saat itu diakui sebagai

 batas munculnya teori modern dan dikenal dengan teorikuantum Planck .

C. Kekekalan Energi

Sesuai dengan energi lain, energi foton juga memenuhi kekakalan secara umum. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat berubah ke bentuk lain. Kekekalan

energi ini menjelaskan bahwa energi cahaya dapat berubah ke bentuk lain atau cahaya dapatdibentuk dari energi lain. Contoh perubahan energy cahaya adalah pada solar sel yaitu dapat

diubah menjadi energi listrik. Contoh lain adalah energi listrik yang dapat berubah menjadienergi gelombang elektromagnetik yaitu produksi sinar-X. Elektron bergerak cepat dapat

menumbuk logam pada anoda dan dapat meradiasikan energi. Energi ini yang dikenal sebagaisinar-X.

eV =

 

 =

 

Sinar-X ini pertama kali ditemukan oleh Wilhelm

 Roentgen tahun 1895 sehingga dinamakan juga

 sinar-Roentgen. Hubungan energi foton dan energilistrik elektron ini memenuhi hubungan berikut.

dengan : = panjang gelombang foton (sinar-X)

h = tetapan Planck (6,6.10-34 Js)

c = cepat rambat gelombang elektromagnetik (3.108 m/s)

e = muatan elektron (1,6.10-19

 C)V = beda potensial pemercepat elektron (volt)