Hukum Pergeseran Wien Fisika Kelas 12 Siswanto Sukaryadi 2009

Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2 125 Kerja Mandiri Contoh Soal Suatu permukaan logam dengan emisivitas 0,5 dipanaskan hingga 400 K. Tentukanlah: a. intensitas energi radiasi yang dipancarkan, dan b. panjang gelombang pada intensitas maksimumnya. Penyelesaian: Diketahui: e = 0,5 T = 400 K C = 2,878 . 10 -3 m.K V = 5,67 . 10 -3 Wattm 2 .K 4 Ditanyakan: a. I = . . . ? b. O maks. = . . . ? Jawab: a. I = 0,5 . 5,67 . 10 -8 . 400 4 = 725,76 Wm 2 b. O maks. = -3 -6 . 2,878 10 . = 7,195 10 m 400 Kerjakan soal berikut dengan tepat 1. Jelaskan mengapa sepotong logam pada suhu tinggi berpijar cerah, tetapi sepotong kuarsa pada suhu yang sama hampir tidak berpijar 2. Sepotong logam yang mempunyai emisivitas 0,3 dipanaskan hingga 500 K. Tentukan: a. intensitas radiasi yang dipancarkan, dan b. panjang gelombang pada intensitas maksimum.

C. Hipotesa Planck

Di awal pembahasan telah kita pelajari tentang teori spektrum radiasi benda hitam Rayleigh dan Jeans yang meramalkan intensitas yang tinggi pada panjang gelombang rendah atau dikenal dengan ramalan bencana ultraungu. Ramalan bencana ultraungu dapat dipecahkan oleh teori Planck yang menganggap bahwa radiasi elektromagnetik dapat merambat hanya dalam paket-paket atau kuanta. Untuk lebih jelasnya, mari kita bahas hipotesa Planck berikut ini Pada tahun 1900 Max Planck mengemukakan teorinya tentang radiasi benda hitam yang sesuai dengan hasil eksperimen. Planck menganggap Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2 126

D. Penerapan Radiasi Benda Hitam

Sebaiknya Tahu Max Planck 1858–1947 Max Karl Ernst Ludwig Planck 1858–1947 adalah fisikawan Jerman pemenang hadiah nobel bidang fisika dalam teorinya yang terkenal sebagai teori kuantum. Ia lahir di Keil pada tanggal 23 April 1857. Gambar 7.5 Max Planck Rep. www .space and motion.com bahwa gelombang elektromagnetik berperilaku sebagai osilator di rongga. Getaran yang ditimbulkan osilator kemudian diserap dan dipancarkan kembali oleh atom-atom. Planck sampai pada kesimpulan bahwa energi yang dipancarkan dan diserap tidaklah kontinu. Tetapi, energi dipancarkan dan diserap dalam bentuk paket-paket energi diskret yang disebut kuanta. Dengan hipotesanya, Planck berhasil menemukan suatu persamaan matematika untuk radiasi benda hitam yang benar- benar sesuai dengan data hasil eksperimennya. Persamaan Planck tersebut kemudian disebut hukum radiasi benda hitam Planck. Ia berpendapat bahwa ukuran energi kuantum sebanding dengan frekuensi radiasinya. Rumusannya adalah: E = n . h . X . . . 7.3 Keterangan: h : konstanta Planck 6,626 . 10 -34 J.s = 4,136 . 10 -15 eV.s n : bilangan kuantum n = 0, 1, 2, . . ., n X : frekuensi radiasi Hz Kuantisasi energi osilator ini merupakan hal baru pada masa itu. Kuantisasi energi inilah yang mendasari teori fisika kuantum. Hipotesa Planck