RPP Radiasi Benda Hitam

  Rancangan Perencanaan Pembelajaran Nama Sekolah : Mata Pelajaran : Fisika Kelas/Semester : XII/II Standar Kompetensi : 3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada

  gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern

  Kompetensi dasar : 3.1. Menganalisis secara kualitatif gejala

  kuantum yang mencakup hakikat dan sifat-sifat radiasi benda hitam serta penerapannya

  Alokasi waktu : 1 X 20 Menit

  A. Indikator Menjelaskan tentang Radiasi benda hitam.

   Menjelaskan Intensitas Radiasi Benda Hitam .

   Menjelaskan Teori Planck dan Pergeseran Wien  Memformulasikan hipotesis planck ,hukum pergeseran wien. 

  B. Tujuan Pembelajaran

  Kemampuan dasar yang dimiliki setelah mempelajari bab ini adalah: Menjelaskan tentang Radiasi benda hitam.  Menjelaskan Intensitas Radiasi Benda Hitam .  Menjelaskan Teori Planck dan Pergeseran Wien  Memformulasikan hipotesis planck ,hukum pergeseran wien. 

  Karakter siswa yang diharapkan:

  1. rasa ingin tahu

  2. Teliti

  3.Kreatif

  C. Materi Pembelajaran

PENGERTIAN RADIASI BENDA HITAM

  Istilah “Benda hitam” pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhof adalah sebutan pada tahun 1862. Dalam Fisika, benda hitam (atau blackbody) untuk benda yang mampu menyerap radiasi kalor (radiasi termal) dengan baik.

  Benda hitam adalah suatu benda yang permukaannya sedemikian sehingga menyerap semua radiasi yang datang padanya ( tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam. Meskipun namanya benda hitam, objek tersebut tidak harus selalu berwarna hitam. Sebuah benda hitam dapat mempunyai cahayanya sendiri sehingga warnanya bisa lebih terang, walaupun benda itu menyerap semua cahaya yang datang padanya. Sedangkan temperatur dari benda hitam itu sendiri berpengaruh terhadap jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang dipancarkannya.

  

  Radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan benda hitam bergantung pada suhu benda hitam tersebut , ketika suhu permukaan benda hitam turun maka radiasi benda hitam bergantung pada suhu benda tersebut.

   Ketika suhu permukaan benda hitam turun maka radiasi benda hitam

  bergeser ke arah intensitas yang lebih rendah dan panjang gelombangnya lebih panjang.Demikian pula sebaliknya

   .Perhatikan gambar dibawah ini : Model radiasi benda hitam 

  Setiap radiasi yang masuk ke rongga akan terperangkap oleh pemantulan bolak-balik.Hal ini menyebabkan terjadinya penyerapan seluruh radiasi oleh dinding rongga.lubang rongga dapat diasumsikan sebagai pendekatan radiasi benda hitam.Jika rongga dipanaskan maka spektrum dipancarkan lubang merupakan spektrum kontinu dan tidak bergantung pada bahan pembuat rongga..

   Radiasi benda Hitam adalah : adalah obyek yang menyerap selur

INTENSITAS RADIASI

  Intensitas radiasi benda hitam bergantung pada suhu benda.Energi yang dipancarkan oleh suatu benda hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu (Q/t) adalah sebanding dengan luas permukaan (A) dan pangkat empat

  4

  suhu mutlak permukaan suatu benda hitam tersebut(T ) sehingga persamaannya diperoleh : ₄ E = e . t . T ₄ P=(Q/t) =e. σ .A. T Keterangan : Q = Jumlah kalor yang diserap atau dilepas (J) t = Satuan waktu (detik/sekon)

• _{-8 -2 -4}

  σ

  = Konstanta stefan boltzman (5,67 X 10 Wm K ) A = Luas penampang e = Emisitivitas (o < e < 1) T = suhu mutlak (ºK)

HUKUM PERGESERAN WIEN

  Bentuk grafik antara intensitas radiasi cahaya terhadap panjang gelombangnya dinamakan grafik pada berbagai suhu. Untuk suhu yang

  )

  lebih tinggi , panjang gelombang untuk intensitas maksimum( λm bergeser ke panjang gelombang yang lebih pendek dan jika suatu benda itu dipanaskan akan memancrakan radiasi kalor lebih tinggi mulai dari 1000 K sampai benda mulai berpijar merah,kuning sampai putih .

  Wilhelm Wien pada tahun 1896 menyatakan hukumnya yang dikenal dengan hukum Pergeseran Wien : Panjang gelombang untuk intensitas cahaya maksimum berkurang dengan meningkatnya suhu. Hukum ini dinyatakan dengan persamaan :

  1 λ C

  = maks

  T λ .T =C maks

  Keterangan : _-3 C = 2,898 x 10 m.K ; merupakan tetapan pergeseran wien

  λm = Panjang gelombang maksimum

  T = Suhu mutlak benda hitam

TEORI PLANCK

  Teori Planck mengatakan bahwa radiasi yang dipancarkan oleh getaran-getaran molekul bersifat diskrit, dan molekul yang menyerap atau memancarkan energi dalam satuan diskrit dari cahaya disebut kuantum atau foton. Planck berhasil menjelaskan radiasi benda hitam.Radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul- molekul tidaklah kontinu tetapi dalam paket-paket energi diskret, yang disebut kuantum. 1. molekul-molekul yang bersosialisasi akan memancarkan energi diskret (tidak kontinu). En yang diberikan dengan rumus :

  E = nhf

  2. Molekul memancar atau menyerap energi dalam satuan-satuan energi yang diskrit yang dinamakan foton E = hf

  Energi setiap kuanta ditentukan oleh frekuensinya sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut ; E=h. f Keterangan : h=Konstanta planck (6,626 X 10

• ^-34 Js) n= banyaknya foton f = Frekuensi (Hz)

  Contoh Soal : Suatu elektron melompat dari suatu lintasan ke lintasan lain yang lebih rendah dengan frekuensi 7,5 x 10 ¹⁴ Hz . Jika tetapan Plank 6,6 x 10 ^-34 J.s kecepatan cahaya 3 x 10 ⁸ m/s.tentukan energi foton ..... Diketahui : f = 7,5 x 10 ¹⁴ Hz h = 6,6 x 10

• ^-34 J.s

  λ = 3 x 10 ⁸

  m/s Ditanya : E???

  c λ

  E = hf = h ₈ 3 x 10 _{8−14 − 6}

  0,4 x 10 0,4 x 10

  λ = ^{14 = =} 7,5 x 10

  E = hf _{-34 14} = 6,625 x 10 x 7,5 x 10 _-19 = 49,5 x 10 J

  D. Model Pembelajaran  Cooperativ Learning

  E. Metode Pembelajaran  Ceramah 

  Diskusi

  

  Penggunaan Animasi

  

  Penugasan

  

  Tanya jawab