Radiasi benda-hitam ialah salah satu jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi di dalam atau di sekitar benda dalam keadaan kesetimbangan termodinamika dengan lingkungannya atau dikala ada proses pelepasan dari benda hitam. Benda hitam merupakan benda yang buram dan tidak memantulkan cahaya. Diasumsikan demi perhitungan dan teori berada pada suhu konstan dan seragam. Radiasi ini mempunyai spektrum dan intensitas spesifik yang bergantung hanya benda temperatur benda.
Radiasi panas yang dilepaskan impulsif oleh banyak benda sanggup diperkirakan sebagai radiasi benda hitam. Sebuah tempat terinsulasi tepat yang berada pada kesetimbangan termal secara internal berisi radiasi benda-hitam dan akan melepaskannya melalui lubang yang dibentuk pada dinding, lubang dibentuk kecil sehingga tidak besar lengan berkuasa pada kesetimbangan.
Benda-hitam pada suhu ruang terlihat hitam, alasannya ialah semua energi yang ia radiasikan ialah inframerah. dan tak sanggup dilihat mata manusia. Karena mata insan tak sanggup melihat warna pada intensitas cahaya sangat rendah, sebuah benda hitam bila dilihat dalam gelap terlihat berwarna abu-abu (namun ini hanya alasannya ialah mata insan hanya sensitif terhadap hitam dan putih pada intensitas cahaya sangat rendah- pada kenyataanya, frekuensi cahaya pada range terlihat tetaplah berwarna merah), meski spektrum puncaknya berada pada kisaran inframerah. Jika sedikit dipanaskan, warnanya terlihat merah tua. Jika temperatur dinaikkan terus maka menjadi biru-putih.
Nomor 1 (UN 2008)
Permukaan benda pada suhu 37 C meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila nilai konstanta Wien = 2,898 x 10 −3 m.K, maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaaan adalah....
A. 8,898 x 10−6 m
B. 9,348 x 10−6 m
C. 9,752 x 10−6 m
D. 10,222 x 10−6 m
E. 1,212 x 10−6 m
Nomor 2 (UN 2011)
Perhatikan diagram pergeseran Wien berikut ini!
Jika suhu benda dinaikkan, maka yang terjadi ialah …
A. Panjang gelombang tetap
B. Panjang gelombang bertambah
C. Panjang gelombang berkurang
D. Frekuensi tetap
E. frekuensi berkurang
Pembahasan:
Dari persamaan aturan pergeseran wien, diperoleh hubungan panjang gelombang dengan suhu yaitu berbanding terbalik. Ini artinya bila suhu naik berarti panjang gelombang berkurang.
Jawaban: C
Nomor 3 (UN 2003)
Frekuensi cahaya tampak 6 . 1014 Hz. Jika h = 6,625 . 10-34 J.s, maka besar energi fotonnya adalah...
A. 1,975 . 10-17 Joule
B. 2,975 . 10-18 Joule
C. 3,975 . 10-19 Joule
D. 4,975 . 10-19 Joule
E. 5,975 . 10-19 Joule
Pembahasan:
Diketahui:
f = 6 . 1014 Hz
h = 6,625 . 10-34 J.s
n = 1
Ditanya: E
Jawab:
E = n . h . f = 1 . 6,625 . 10-34 J.s . 6 . 1014 Hz
E = 3,975 . 10-19 joule
Jawaban: C
Nomor 4 (UN 2010)
Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan ialah 66,3 W.m−2 . Jika tungku ruangan dianggap benda hitam dan radiasi gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang 600 nm, maka jumlah foton yang mengenai dinding persatuan luas persatuan waktu adalah…( h = 6,63 x 10− 34 J.s, c = 3 x 108 m.s−1)
A. 1 x 1019 foton
B. 2 x 1019 foton
C. 2x 1020 foton
D. 5x 1020 foton
E. 5 x 1021 foton
Pembahasan:
Diketahui:
I = 66,3 W/m2
λ = 600 nm = 6 . 10-7 m
h = 6,63 x 10− 34 J.s
c = 3 x 108 m/s
Ditanya: n / A.t = ...
Nomor 5 (UN 2013)
Perhatikan pernyataan berikut:
1) Lepas tidaknya elektron dari logam ditentukan oleh panjang gelombang cahaya yang datang.
2) Intensitas cahaya yang tiba tidak menjamin keluarnya elektron dari permukaan logam.
3) Dibawah frekuensi ambang, elektron tetap keluar dari logamnya asal intensitas cahaya yang tiba diperbesar.
Pernyataan yang benar yang berkaitan dengan efek fotolistrik adalah...
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 2
C. 1 dan 3
D. 2 dan 3
E. 3 saja
Pembahasan:
Keluar tidaknya elektron dari logam tergantung frekuensi cahaya yang datang.
Jawaban: B
( sumber : aciknadzirah.blogspot.com/search?q=soal-dan-pembahasan-radiasi-benda-hitam )
EmoticonEmoticon