Radiasi Benda Hitam – Materi Fisika Kelas 12

Di sini lo akan mempelajari tentang radiasi benda hitam, mulai dari flashback membahas tentang radiasi kalor, rumus radiasi, dan contoh aplikasinya.

Supaya lo lebih mudah dalam memahami materi radiasi benda hitam, lo perlu paham dasarnya dulu tentang radiasi kalor. Masih ingat materi radiasi kalor gak? Pada materi tersebut, kita mengenal jenis transfer kalor, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Jenis transfer kalor konduksi dan konveksi membutuhkan medium perambatannya, sedangkan radiasi ini istimewa, karena bisa menggunakan medium dan bisa juga tanpa medium.

Contohnya radiasi itu apa sih? Coba lo perhatikan dulu percakapan antara Maemunah dan Jaki berikut ini:

“Eh Maemunah, lo jangan kelamaan mantengin hp, nanti lo kena radiasinya!”

“Iya iya, nih gue udah gak main lagi. Lah terus lo ngapa berdiri aja di situ? Sini masuk, nanti kalau kelamaan di bawah sinar matahari, lo bisa kena radiasi sinar matahari lho!”

Lo juga pasti pernah kan mendengar atau bahkan mengatakan tentang radiasi? Kita ambil contoh radiasi sinar matahari yang memiliki suhu sekitar 5.700 K. Matahari akan mentransfer kalornya ke Bumi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Ketika lo merasakan panasnya sinar matahari, berarti lo merasakan radiasi tersebut dalam bentuk mikro, UV, dan infrared. Sama halnya dengan main hp terlalu sering, lama-lama tubuh lo akan merasakan panas akibat terkena radiasinya.

Apa hanya matahari dan benda elektronik yang memancarkan radiasi? Tidak bosss … benda-benda lain seperti pensil, pulpen, es batu, dan tubuh manusia juga memancarkan radiasi kalor dalam bentuk elektromagnetik. Tapi, kenapa kita gak merasakan panas atau gejala terkena radiasi lainnya ya? Karena, benda-benda tersebut gak memancarkan cahaya tampak seperti halnya pada matahari (sinar putih), melainkan dalam bentuk gelombang infrared.

Baca Juga: Gelombang Elektromagnetik dan Cara Kerja Bluetooth

Apa Itu Radiasi Benda Hitam?

Di fisika, benda hitam itu gak selalu berwarna hitam, guys. Pengertian benda hitam dalam fisika adalah bagaimana caranya suatu benda bisa menyerap dan memantulkan cahaya yang mengenainya. Atau lo bisa mengartikan seperti ini:

“Suatu benda yang menyerap semua radiasi (cahaya) yang mengenainya. Untuk tetap dalam kesetimbangan termal, maka benda tersebut harus memancarkan radiasi pada tingkat yang sama seperti saat ia menyerapnya. Sehingga benda hitam disebut juga sebagai pemancar radiasi terbaik”.

Umumnya, jika suatu benda terkena cahaya (mejikuhibiniu), kemudian cahayanya diserap, maka benda tersebut akan memantulkan cahaya sesuai dengan warna benda tersebut. Contohnya benda berwarna hijau (rumput), maka ia akan memantulkan cahaya berwarna hijau yang bisa kita lihat atau cahaya tampak.

Lain halnya dengan benda hitam. Ketika benda hitam terkena cahaya (mejikuhibiniu), maka ia akan menyerap semua cahaya tersebut. Kalau semua cahaya diserap, lama-kelamaan energi benda tersebut akan meningkat. Kemudian, benda tersebut akan berpijar dan mengeluarkan cahaya. Tapi, cahaya yang dipantulkan itu gak sesuai dengan warna bendanya, melainkan bergantung pada suhunya.

Untuk lebih jelasnya bisa lo perhatikan ilustrasi berikut ini:

Baca juga: Wajib Tahu, Ini Daftar Lengkap Materi Kelas 12 IPA Semester 1 & 2

Rumus Radiasi Benda Hitam

Semua benda di muka bumi ini memiliki emisivitas, yaitu energi yang diradiasikan dibandingkan dengan energi yang diterima. Nilai maksimum emisivitas adalah 1 (e=1). Ketika suatu benda memiliki nilai emisivitas maksimum, artinya ia telah memancarkan semua radiasi yang diterima. Nah, benda seperti ini bernama benda hitam.

Ada beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung radiasi benda hitam, yaitu Hukum Planck, Hukum Perpindahan Wien, dan Hukum Stefan-Boltzmann. Singkatnya, gue akan membahas tentang Hukum Perpindahan Wien yang menyatakan bahwa frekuensi puncak emisi meningkat secara linier dengan suhu mutlak. Ketika suhu tersebut meningkat, maka panjang gelombang pada puncak emisi akan menurun.

Selengkapnya akan dibahas di artikel selanjutnya, atau lo bisa menonton dulu video belajar Zenius sebagai spoiler lewat banner di bawah ini.

Baca juga: Sumber Energi Tak Terbarukan dan Terbarukan – Materi Fisika Kelas 12

Contoh Radiasi Benda Hitam

Lo udah tahu pengertian dari radiasi benda hitam. Tapi, lo tahu gak sih contoh dari radiasinya? Contohnya adalah matahari, bintang, dan besi yang dipanaskan. Kita bahas matahari dulu deh. Matahari itu menyerap semua cahaya yang ada di sekitarnya, sehingga ia memiliki energi yang sangat tinggi. Kemudian, ia memantulkan cahaya tersebut tergantung dari suhunya saat itu.

Contoh lainnya dari radiasi ini, antara lain:

Penggunaan Pakaian Berwarna Hitam

Lo pasti sering kan merasa kalau menggunakan pakaian berwarna hitam terasa lebih panas, karena pakaian hitam ini menyerap panas dengan baik jika dibandingkan dengan pakaian berwarna cerah.

Termos

Di dalam termos terdapat lapisan perak yang berfungsi untuk mencegah perpindahan kalor secara radiasi. Lapisan perak tersebut akan memantulkan kembali energi panas yang diserap ke dalam termos, sehingga suhu di dalam termos tetap hangat.

Efek Rumah Kaca

Kondisi ini merupakan salah satu penyebab pemanasan global di Bumi. Radiasi panas matahari yang masuk ke Bumi akan dipantulkan kembali dan diserap oleh gas-gas atmosfer. Nah, radiasi yang terperangkap di atmosfer akan menyebabkan suhu di Bumi menjadi panas.

Bisakah lo menyebutkan contoh lainnya?

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang radiasi benda hitam? Buat lo yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, lo bisa mengakses materi ini di video belajar Zenius mata pelajaran Pengertian Benda Hitam secara GRATIS menggunakan akun yang sudah lo daftarkan di website dan aplikasi Zenius sebelumnya, ya!

Referensi:

Zenius. “Radiasi Benda Hitam”.