PPT Radiasi Benda Hitam

Laporan Eksperimen Pengujian Radiasi Benda

Hitam

OLEHTAKBIR

RASDIANA RIANGRUBIATI

FISIKA 5Jurusan Pendidikan Fisika

Fakultas Tarbiyah dan KeguruanUIN Alauddin Makassar

2012

FISIKA EKSPERIMEN

A. JUDULAdapun judul pada percobaan yang kami

lakukan adalah,

“Pengujian Radiasi Benda Hitam”.

Dalam laboratorium, benda yang paling mendekati radiasi benda hitam adalah radiasi dari sebuah lubang kecil pada sebuah rongga. Cahaya apapun yang memasuki lubang ini akan dipantulkan, dan energinya diserap oleh dinding – dinding rongga berulang kali, tanpa memedulikan bahan dinding dan panjang gelombang yang masuk (selama panjang gelombang tersebut lebih kecil dibandingkan diameter lubang). Lubang ini (bukan rongganya) adalah pendekatan dari sebuah benda hitam. Jika rongga dipanaskan, speaktrum yang dipancarkan lubang merupakan speaktrum kontinyu dan tidak bergantung pada bahan pembuat rongga.

B. Pendahuluan

Sambungan….Salah satunya adalah lampu pijar, dimana

terlihat filament lampu berwarna kuning ke putih putihan padahal lampu berwarna biru. Hal ini terjadi karena suhu lampu pijar diatas 2000 K. semua benda yang berada pada suhu diatas 2000 K akan memancarkan cahaya putih.

Pada bagian eksperimen ini akan disajikan pengujian radiasi benda hitam dengan menggunakan perangkat yang sudah dipersediakan untuk mengetahui perbandingan temperature dalam kotak hitam dan temperature kotak putih dengan daya yang digunakan sama dan daya yang digunakan berbeda. Maka pada eksperimen ini dapat terlihat penyerapan kalor oleh kedua kotak hitam dan putih dengan daya yang sama dan daya yang berbeda.

C. Rumusan Masalah1.Bagaimana karakteristik benda

hitam?2.Bagaimaan konsep penyerapan kalor pada kotak hitam dan putih?

3.Bagaimana perbandingan kenaikan temperature antara benda hitam dan benda putih pada daya lampu yang sama?

4.Bagaimana perbandingan kenaikan temperature antara benda hitam dan benda putih pada daya lampu yang berbeda?

D. Hipotesis

Pada percobaan ini, kami melakukan pengujian untuk mengetahui temperature yang dihasilkan pada kotak hitam dan kotak putih dengan daya lampu yang sama, dan untuk mengetahui pula temperature kotak hitam dan kotak putih ketika daya lampu yang digunakan kedua lampu berbeda.

Oleh karena itu, berdasarkan teori yang ada maka kami mengambil hipotesis yaitu, pada pengujian kotak hitam dan kotak putih dengan daya lampu yang digunakan sama, maka temperature udara yang dihasilkan yakni temperature udara dalam kotak hitam lebih tinggi dibandingkan temperature udara pada kotak putih. Adapun pada pengujian kotak hitam dan kotak putih dengan daya yang berbeda yaitu lampu yang memiliki daya paling tinggi diletakkan pada kotak putih dan lampu yang memiliki daya rendah diletakkan pada kotak hitam, maka diperoleh bahwa temperature udaya yang berada pada kotak putih lebih besar dari pada yang berada pada lampu hitam jika dayangnya berbeda.

E. Identifikasi Variabel

1.Masalah Pertamaa.Variabel Manipulasi yaitu silinder hitam dan silinder putih

b.Variabel Respon yaitu Temperatur Udara dalam silinder

c.Variabel Control yaitu Waktu

2. Masalah Keduad.Variabel Manipulasi yaitu

Daya lampue.Variabel Respon yaitu

temperature Udara dalam silinder

f.Variabel Control yaitu Waktu

3. Masalah Ketigaa.Variabel Manipulasi yaitu Daya lampu

b.Variabel Respon yaitu temperature Udara dalam silinder

c.Variabel Control yaitu Waktu

F. Definisi Operasional Variabel

Masalah I1.Variable Manipulasi yaitu Silinder Hitam dan Silinder Putih

Silinder Hitam merupakan pipa silinder yang diberi warna hitam dengan cat hitam, silinder hitam disini dimaksudkan sebagai benda hitam. Dan silinder Putih merupakan pipa silinder yang diberi warna putih dengan cat putih, dimana silinder putih disini dimaksudkan sebagai benda putih.

2. Variabel Respon yaitu Suhu Udara

Suhu Udara merupakan derajat panas atau dinginnya udara yang berada dalam suatu benda yaitu dalam hal ini suhu udara dalam silinder putih dan hitam. dimana dalam percobaan ini suhu udara dari kalor yang dihasilkan oleh lampu setelah terhubung dengan arus PLN pada kedua silinder hitam dan putih dan suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer.

3. Variable Kontrol yaitu waktu.

Waktu merupakan lamanya jeda waktu yang ditentukan dengan menggunakan stopwatch.

Masalah II

1.Variabel Manipulasi yaitu Daya LampuDaya lampu merupakan laju energi

yang dihantarkan atau kerja yang dilakukan per satuan waktu

2. Variabel Respon yaitu Suhu UdaraSuhu Udara merupakan derajat panas

atau dinginnya udara yang berada dalam suatu benda yaitu dalam hal ini suhu udara dalam silinder putih dan hitam. dimana dalam percobaan ini suhu udara dari kalor yang dihasilkan oleh lampu setelah terhubung dengan arus PLN pada kedua silinder hitam dan putih dan suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer.

3. Variable Kontrol yaitu waktu.Waktu merupakan lamanya jeda waktu

yang ditentukan dengan menggunakan stopwatch.

1.Variabel Manipulasi yaitu Daya LampuDaya lampu merupakan laju energi

yang dihantarkan atau kerja yang dilakukan per satuan waktu

2. Variabel Respon yaitu Suhu UdaraSuhu Udara merupakan derajat panas

atau dinginnya udara yang berada dalam suatu benda yaitu dalam hal ini suhu udara dalam silinder putih dan hitam. dimana dalam percobaan ini suhu udara dari kalor yang dihasilkan oleh lampu setelah terhubung dengan arus PLN pada kedua silinder hitam dan putih dan suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer.

3. Variable Kontrol yaitu waktu.Waktu merupakan lamanya jeda waktu

yang ditentukan dengan menggunakan stopwatch.

Masalah III

G. Melaksanakan Percobaan

1. Alat dan Bahana. Bohlam 2 buahb. Saklar 1 buahc. Colokan 1 buah d. Silinder hitam 1 buahe. Silinder putih 1 buahf. Thermometer 2 buahg. Meja landasan kayu 60cm x 50 cm 1

buahh. Kayu 45 cm 1 buahi. Kayu 30 cm 3 buahj. Papan 45 x 40 cm 1 buahk. Cutter 1 buah

l. Kuas 4 buahm. Palu-palu 1 buahn. Gergaji 1 buaho. Obeng bunga 1 buahp. Obeng plat 1 buahq. Isolosi 3 buahr. Kabel secukupnyas. Paku 3 cm, 2 cm, dan 5 cm secukupnyat. Baut secukupnya u. Lem fox secukupnyav,. Gabus secukupnya

2. Prosedur Kerjaa.Menyiapkan alat Pengujian Radiasi Benda Hitam yang telah dibuat sebelumnya, seperti pada gambar 1 berikut ini:

b. Memasukkan thermometer pada bagian atas tutup dari keempat tabung, lalu menentukan terlebih dahulu t0 (t nol) yang ditunjukkan pada thermometer sebelum digunakan.

c. Melakukan pengambilan data Pada tahap I yaitu pengukuran temperature udara dalam tabung hitam dan putih dengan daya yang sama yaitu 5 watt dengan cara menekan stopwatch dan saklar yang menghubungkan tabung 1,2 yang berisi lampu yang terlebih dahulu telah dihubungkan dengan sumber tegangan PLN.

d. Selanjutnya mengamati kenaikan suhu yang ditunjukkan oleh kedua thermometer pada kedua tabung dengan selang waktu 5 menit tiap sekali pembacaan data temperature udara hingga mencapai 5 data untuk tahan I.

e. Melakukan pengambilan data pada Tahap II yaitu dengan cara yang sama seperti pada tahap I dengan menekan stopwatch dan saklar secara bersamaan, yang menghubungkan tabung 3 dan 4 dengan daya lampu yang berbeda yaitu tabung putih pada no.3 yang memiliki daya lampu 10 watt dan tabung hitam no.4 dengan daya lampu 5 watt. Lalu memperhatikan kenaikan temperature udara setiap 5 menit dengan melakukan pengambilan data sebanyak 5 kali.

f. Selanjutnya mengamati kenaikan suhu yang ditunjukkan oleh kedua thermometer pada kedua tabung dengan selang waktu 5 menit tiap sekali pembacaan data temperature udara hingga mencapai 5 data untuk tahan II.

g. Kemudian melakukan pengambilan data yang ketiga seperti pada poin ke 5 namun daya 10 watt diletakkan pada tabung hitam dan daya 5 watt diletakkan pada tabung putih.

h. Kemudian mengisi tabel Pengamatan seperti di bawah ini:

:

Tabel 1: Tabel Data Pengamatan Pengukuran Temperatur Udara dalam Kotak Hitam dan Putih dengan daya Lampu yang sama (5 watt)

Waktu (Menit)

Temperatur Udara Kotak Hitam (K)

Temperatur Udara Kotak Putih (K)

05101520

Tabel 2: Tabel Data Pengamatan Pengukuran Temperatur Udara dalam Kotak Hitam dan Putih dengan daya Lampu yang berbeda (5 watt dan 10 watt)

Waktu (Menit)

Temperatur Udara Kotak Hitam (K) (P=5 W)

Temperatur Udara Kotak Putih (K) (P=10 W)

05101520


Waktu (Menit)



05101520


H. Hasil Pengamatan

1. Hari Pertama

Waktu (Menit)


(P=5W)

Temperatur Udara Kotak Putih (K) (P=5W)

0 273 2735 290 28810 300 29515 303 29820 311 300


Waktu (Menit)



0 273 2735 320 35410 330 36915 333 37620 335 373

2. Hari Kedua


Waktu (Menit)


(P=5W)

Temperatur Udara Kotak Putih (K) (P=5W)

0 273 2735 298 29010 308 29315 310 30320 311 304


Waktu (Menit)



0 273 2735 294 30810 303 32215 306 32820 308 331


Waktu (Menit)



0 273 2735 304 29510 320 30515 325 30820 323 310

Pada percobaan Pengujian Radiasi Benda Hitam ini, digunakan alat yang dibuat untuk membuktikan bahwa benda hitam memiliki kemampuan radiasi yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan benda putih.

Namun perlu kita mengetahui bahwa pada dasarnya sangat sulit bagi kita menemukan benda hitam sempurnah yakni yang memiliki emisivitas sama dengan satu. Dimana benda hitam adalah suatu benda yang dapat menyerap semua radiasi yang datang padanya. Sehingga pada percobaaan yang kami lakukan ini hanya ingin membuktikan bahwa benda hitam memiliki kemampuan radiasi yang lebih besar, walaupun benda hitam yang kami buat hanyalah suatu analogi dari benda hitam yang sebenarnya yaitu yang memiliki e=1.

I. Pembahasan

Pada percobaaan yang kami lakukan, kami membuat benda hitam dengan menggunakan tabung yang diberi warna hitam dan benda putih juga digunakan tabung yang diberi warna putih. Kemudian sumber radiasi yang kami gunakan adalah lampu pijar dengan daya yang sama pada pengambilan data pertama dan sumber radiasi yang kedua adalah daya lampu yang berbeda. Selanjutnya dilakukan pengukuran temperature udara dengan menggunakan thermometer.

Oleh karena itu pada percobaan yang kami lakukan, yaitu pada pengambilan data Tahap pertama yaitu Pengambilan Data Temperatur Udara dalam Tabung Hitam dan Tabung Putih dengan menggunakan daya lampu yang sama yaitu 5 waatt, maka diperoleh data yaitu temperature udara pada silinder hitam lebih besar jika dibandingkan dengan temperature udara yang berada pada silinder putih dengan daya lampu yang sama yaitu 5 waatt. Sehingga dapat kami katakan bahwa hal ini telah sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa kemampuan radiasi pada benda hitam lebih besar jika dibandingkan dengan benda putih.

Kemudian pada pengambilan data Tahap Kedua dengan Temperatur Udara pada tabung Hitam dan tabung Putih dengan daya lampu yang berbeda yaitu 5 waat dan 10 watt, dimana daya lampu yang besar kami letakkan pada benda putih yaitu 10 watt dan daya lampu yang kecil kami letakkan pada benda hitam yaitu 5 watt, maka kami memperoleh data yaitu temperature udara yang ada pada benda putih dengan daya lampu yang besar menghasilkan temperature udara yang lebih besar jika dibandingkan temperature udara yang ada pada benda hitam dengan daya lampu yang kecil. Sehingga berdasarkan data yang kami peroleh ini, dapat dikatakan bahwa tingkat radiasi suatu benda juga dipengaruhi dengan Daya.

Pada pengambilan data yang kami lakukan, kami melakukannya dengan dua tahan yaitu pada hari pertama dan hari kedua untuk memperoleh data yang lebih akurat. Kemudian pada hari kedua kami melakukan pula pengambilan data dengan cara pada tabung hitam kami memasang lampu pijar dengan daya 10 watt dan pada tabung putih kami memasang lampu dengan daya 5 watt. Ternyata hasil yang kami dapatkan semakin menguatkan data yag kami peroleh pada data kedua ketika hari pertama dan kedua yaitu pada pengambilan data dengan daya yang berbeda, yaitu diperoleh hasil bahwa tabung yang diberikan daya yag besar akan menghasilkan temperature udara yang lebih tinggi, hal ini menunjukkkan bahwa tigkat radiasi suatu benda juga dipengaruhi oleh daya.

J. Kesimpulan

Berdasarkan data yang kami peroleh pada percobaan yang dilakukan, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:1. Suatu benda dikatakan benda hitam

yaitusebuah 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.

2. Konsep penyerapan kalor pada kotak hitam dan kotak putih yaitu pada kotak hitam yang dianalogikan sebagai benda hitam memiliki penyerapan kalor yang lebih cepat jika dibandingkan dengan kotak putih.

3. Perbandingan kenaikan temperature udara pada tabung hitam dan tabung putih dengan daya yang sama yaitu temperature udara yang berada pada tabung hitam lebih besar dari pada temperature udara yang ada pada tabung putih, hal ini menandakan bahwa kemampuan radiasi benda hitam lebih besar dibandingkan benda putih.

4. Perbandingan kenaikan temperature udara pada tabung hitam dan putih dengan daya yang berbeda yaitu daya yang besar diletakkan pada tabung putih dan daya yang kecil diletakkan pada tabung hitam, sehingga diperoleh bahwa temperatuur pada tabung putih lebih besar jika dibandingkan tabung hitam. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa tingkat radiasi juga dipengaruhi oleh daya yang ada pada suatu benda.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

(Kepingan Sejarah Pembuatan

Alat Pengujian Radiasi Benda Hitam)

Alat dan Bahan

Mmbuat Papan Landasan

Papan Landasan Yang telah jadi

Membuat statif

Membuat penutup tabung

Mengecet tabung putih

Mengecet tabung hitam

Memberi lem pada tabung

Memasang kabel pada statif untuk lampu dalam tabung

Memasang kabel dalam tabung

Mengecet papan landasan yang telah jadi

Rangkaian yang telah selesai dihubungkan ke sumber tegangan PLN

Rangkaian Pengujian Radiasi Benda Hitam Yang telah siap

digunakan

Melakukan Pengambilan Data dengan menekan stopwatch dan saklar

secara bersamaan

Membaca penunjukan skala pada termometer dan memasukkan pada

tabel pengamatan

PPT Radiasi Benda Hitam

Documents

Transcript of PPT Radiasi Benda Hitam