PPT Radiasi Benda Hitam

  

Laporan Eksperimen

Pengujian Radiasi Benda

Hitam

  

OLEH

TAKBIR

RASDIANA RIANG

RUBIATI

FISIKA 5

Jurusan Pendidikan Fisika

Fakultas Tarbiyah dan Keguruan

  FISIKA EKSPERIMEN

A. JUDUL A. JUDUL

  

Adapun judul pada

percobaan yang kami

lakukan adalah,

  “Pengujian Radiasi

Benda Hitam”.

  B. B.

Pendahuluan Pendahuluan

  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.

  Sambungan

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

  C. Rumusan C. Rumusan

Masalah Masalah

  

1.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?

  Pada percobaan ini, kami melakukan pengujian D.

D

  

untuk mengetahui temperature yang dihasilkan

Hipotesis Hipotesis

  

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

  E. Identifikasi Variabel

  E. Identifikasi

Variabel

  

a. Variabel Manipulasi yaitu silinder

hitam dan silinder putih b. Variabel Respon yaitu Temperatur Udara dalam silinder

  d. Variabel Manipulasi yaitu Daya lampu e. Variabel Respon yaitu temperature Udara dalam silinder

  

a. Variabel Manipulasi yaitu Daya

lampu b. Variabel Respon yaitu temperature Udara dalam silinder

  F. Definisi Operasional F. Definisi Operasional

Variabel Variabel

  Masalah I Masalah I

  1. 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

  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

  1. Variabel Manipulasi yaitu Daya Lampu Masalah II

  Daya lampu merupakan laju energi yang Masalah II dihantarkan atau kerja yang dilakukan per satuan waktu

  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 Masalah III Masalah III

  1. Variabel Manipulasi yaitu Daya Lampu Daya lampu merupakan laju energi yang dihantarkan atau kerja yang dilakukan per satuan waktu

  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

  G. Melaksanakan G. Melaksanakan

Percobaan Percobaan

  1. Alat dan Bahan

  1. Alat dan Bahan

  a. Bohlam 2 buah

  b. Saklar 1 buah

  c. Colokan 1 buah

  d. Silinder hitam 1 buah

  e. Silinder putih 1 buah

  f. Thermometer 2 buah

  

g. Meja landasan kayu 60cm x 50 cm 1 buah h. Kayu 45 cm 1 buah i. Kayu 30 cm 3 buah j. Papan 45 x 40 cm 1 buah k. Cutter 1 buah l. Kuas 4 buah m. Palu-palu 1 buah n. Gergaji 1 buah o. Obeng bunga 1 buah p. Obeng plat 1 buah q. Isolosi 3 buah r. Kabel secukupnya s. Paku 3 cm, 2 cm, dan 5 cm secukupnya

t. Baut secukupnya u.

  Lem fox secukupnya v,. Gabus secukupnya

  2. Prosedur Kerja

  2. Prosedur Kerja a. Menyiapkan alat Pengujian Radiasi Benda

  Hitam yang telah dibuat sebelumnya, seperti pada gambar 1 berikut ini: 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 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

  

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)

  5

  10

  15

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

  Temperatur Temperatur

Waktu Udara Kotak Udara Kotak

(Menit) Hitam (K) Putih (K)

   (P=5 W) (P=10 W)

  5

  10

  15

  20 Tabel 3: 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=10 W) Temperatur Udara Kotak Putih (K) (P=5 W)

  5

  10

  15

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

  H. Hasil Pengamatan

  H. Hasil

Pengamatan

  1. Hari Pertama

  1. Hari Pertama

  Waktu (Menit) Temperatur Udara Kotak Hitam (K) (P=5W) Temperatur Udara Kotak Putih (K) (P=5W)

  273 273 5 290 288 10 300 295 15 303 298 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)

  273 273

  5 320 354 10 330 369 15 333 376 20 335 373

  2. Hari Kedua

  2. Hari Kedua 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) (P=5W) Temperatur Udara Kotak Putih (K) (P=5W)

  273 273

  5 298 290 10 308 293 15 310 303 20 311 304 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)

  273 273

  5 294 308 10 303 322 15 306 328 20 308 331 Tabel 3: 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=10 W) Temperatur Udara Kotak Putih (K) (P=5 W)

  273 273

  5 304 295 10 320 305 15 325 308 20 323 310

  I.

I

  Pada percobaan Pengujian Radiasi Benda Hitam ini, digunakan alat yang dibuat untuk

Pembahasan Pembahasan

  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

  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 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

  J.

J

  Berdasarkan data yang kami peroleh

Kesimpulan Kesimpulan

  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

  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

  

DAFTAR

PUSTAKA

DAFTAR

PUSTAKA

LAMPIRAN LAMPIRAN

  

(Kepingan Sejarah

Pembuatan

Alat Pengujian

Radiasi Benda

  

(Kepingan Sejarah

Pembuatan

Alat Pengujian

Radiasi Benda

  Hitam)

Hitam)

  

Alat dan

Bahan

  

Alat dan

Bahan

  

Mmbuat Papan

Landasan

Mmbuat Papan

Landasan

  

Papan Landasan Yang

telah jadi

  

Papan Landasan Yang

telah jadi

  

Membuat statif

Membuat statif

  

Membuat statif

Membuat statif

  

Membuat penutup

tabung

  

Membuat penutup

tabung

  

Membuat penutup

tabung

  

Membuat penutup

tabung

  

Mengecet tabung putih

Mengecet tabung putih

  

Mengecet tabung hitam

Mengecet tabung hitam

  

Memberi lem pada

tabung

  

Memberi lem pada

tabung

  

Memasang kabel pada statif

untuk lampu dalam tabung

Memasang kabel pada statif

untuk lampu dalam tabung

  

Memasang kabel dalam

tabung

  

Memasang kabel dalam

tabung

  

Mengecet papan landasan

yang telah jadi

  

Mengecet papan landasan

yang telah jadi

  

Rangkaian yang telah selesai

dihubungkan ke sumber

tegangan PLN

  

Rangkaian yang telah selesai

dihubungkan ke sumber

tegangan PLN

  

Rangkaian Pengujian Radiasi

Benda Hitam Yang telah siap

digunakan

  

Rangkaian Pengujian Radiasi

Benda Hitam Yang telah siap

digunakan

  

Melakukan Pengambilan Data

dengan menekan stopwatch dan

saklar secara bersamaan

  

Melakukan Pengambilan Data

dengan menekan stopwatch dan

saklar secara bersamaan

  

Membaca penunjukan skala pada

termometer dan memasukkan

pada tabel pengamatan

  

Membaca penunjukan skala pada

termometer dan memasukkan

pada tabel pengamatan