Simposium Fisika (XII IPA 4) ~ SMA Negeri 1 Tanjungpinang

1. SIMPOSIUM FISIKA

2. PETA
KONSEP
RADIASI BENDA
HITAM
Radiasi Pergese- Stefan
Planack ran Wien Boltzman

3. RADIASI BENDA HITAM
BLACK BODY RADIATION
A. Black Body
A. Benda hitam
Black body is an object absorbing and emitting
energy of light. Such objects absorb all
wavelengths of light it receives. If the black body
is heated, then the object will emit or radiate all
wavelengths of light.
Benda hitam adalah suatu benda penyerap dan
cahaya. Benda semacam ini menyerap semua
panjang gelombang cahaya yang diterimanya. Jika
benda hitam dipanasi, maka benda tersebut akan
memancarkan atau meradiasikan semua panjang
gelombang cahaya.

4. Black body which is close to perfect is a furnace
with a very small hole. Lightentering through a very
small hole that will bounce back - behind the wall -
the inner wall. Because the hole to get out is very
narrow, only a little light to find a way to get out of
the furnace. So this kind of furnace that catch all
the light coming into it. Furnaces of this kind is a
near-perfect black body.
Benda hitam yang paling mendekati sempurna
adalah tungku perapian dengan satu lubang yang
sangat kecil. Cahaya yang masuk melalui lubang
yang sangat kecil itu akan dipantulkan bolak – balik
antara dinding - dinding bagian dalam. Karena
lubang untuk keluar sangat sempit, hanya sedikit
cahaya yang menemukan jalan untuk keluar dari
tungku. Jadi tungku perapian yang semacam ini
menangkap semua cahaya yang masuk
kedalamnya. Tungku semacam ini merupakan
benda hitam yang mendekati sempurna.

5. 1. RADIASI PLANCK
PLANCK RADIATION
Disasters caused by ultraviolet radiation
intensity predicted by the Rayleigh formula -
jeans become very large at short wavelengths
intervene. In 1900, German physicist, Max
Planck said that by modifying the formula
Reyleigh-jeans she can formulate the function R
(λ) in accordance with experimental data at all
wavelengths. According to Planck, the atoms
that form a hollow wall behave like oscillators -
each oscillator electromagnetic - each vibrate
with certain frequency.

6. Bencana ultraviolet disebabkan karena
intensitas radiasi yang diramalkan rumus
Rayleigh – jeans menjadi sangat besar pada
daerah panjang gelombang pendek. Pada
tahun 1900, fisikawan jerman, Max Planck
mengatakan bahwa dengan memodifikasi
rumus Reyleigh-Jeans ia dapat merumuskan
fungsi R ( λ ) yang sesuai dengan data
percobaan pada seluruh panjang gelombang.
Menurut Planck, atom – atom yang
membentuk dinding berongga berperilaku
seperti osilator – osilator elektromagnetik
yang masing – masing bergetar dengan
frekuensi tertentu.

7. Radiation reflected from the wall cavity
from radiation is absorbed and then radiated
back immediately by the atoms cavity wall.
During this interval of atoms vibrate with the
same frequency with frequency radiation.
Planck suggested that an atom can only
absorb vibrate or emit energy back in packets
of energy called quanta. The energy emitted or
absorbed is continuous but discrete. Planck
found that each oscillator can absorb or emit
only in the amount of energy that is a
multiple.

8. Radiasi yang terpantul dari dinding rongga
berasal dari radiasi yang diserap dan kemudian
dipancarkan kembali dengan segara oleh atom –
atom dinding rongga. Selama selang waktu ini atom –
atom bergetar dengan frekuensi yang sama dengan
frekuensi radiasi. Planck mengemukakan bahwa
sebuah atom yang bergetar hanya dapat menyerap
atau memancarkan energi kembali dalam bentuk
paket – paket energi yang disebut kuanta. Energi
yang dipancarkan atau diserap ini kontiniu tetapi
diskret. Planck menemukan bahwa setiap osilator
dapat menyerap atau memancarkan energi hanya
dalam jumlah yang merupakan kelipatan bilngan
bulat dikalikan dengan nilai dasar ε, yaitu :
E = nε, n = 1, 2, 3,

9. With the number of quanta main quantum number.
Equation this indicates that the power oscillator is
quantized. Furthermore, the energy of each quanta
is dependent on the frequency according to equation
:
ε = hf OR ε = h
Dengan n menyatakan jumlah kuanta atau
bilangan kuantum utama. Persamaan ini
menunjukkan bahwa tenaga osilatotr adalah
terkuantisasi. Selanjutnya, energi setiap kuanta ini
bergantung pada frekuensi menurut persamaan :
ε = hf atau ε = h

10. Where is the constant of proportionality
known as Planck's constant. The value received
for the current h is h = 6.626 x 10-34 Js.
based assuming the above, the calculated
spectrum Planck radiation intensity satisfies the
equation.
Dengan h merupakan tetapan kesebandingan
yang dikenal sebagai tetapan planck. Nilai h
yang diterima untuk saat ini adalah h = 6,626 X
10-34 Js . berdasarkan anggapan – anggapan
diatas , spektrum intensitas radiasi yang
dihitung planck memenuhi persamaan :
R (λ ) =

11. 2. HUKUM PERGESERAN
WIEN
LEGAL SHIFT WIEN
The spectrum of black body radiation investigated
by Wien. According to Wien, if heated continues,
black body will emit heat radiation spectrum peaks
provide certain colors. The color depends on the
wavelength spectrum, and padnjang this wave will
be shifted according to body temperature.
Spektrum radiasi benda hitam diselidiki oleh Wien.
Menurut Wien, jika dipanaskan terus, benda hitam
akan memancarkan radiasi kalor yang puncak
spektrumnya memberikan warna-warna tertentu.
Warna spektrum bergantung pada panjang
gelombangnya, dan padnjang gelombang ini akan
bergeser sesuai suhu benda.

12. Wien formulates the wavelength at the peak of
the spectrum (λm) is inversely proportional to
absolute temperature objects, according to
equation :
λmaks T = C
Wien merumuskan bahwa panjang gelombang
pada puncak spektrum ( λm ) berbanding terbalik
dengan suhu mutlak benda, sesuai persamaan :
λmaks T = C

13. Wien radiation energy calculation applies to short
wave. This theory was further developed by Rayleigh
and Jeans are valid for a longer wavelength.
However, calculations at ultraviolet wavelengths
where the energy radiation by Rayleigh and Jeans
are not able to explain the occurrence of ultraviolet
catastrope, namely calculation errors at ultraviolet
wavelengths where the radiation energy reaching an
infinite value.
Perhitungan energi radiasi Wien berlaku untuk
gelombang pendek. Teori ini selanjutnya
dikembangkan oleh Rayleigh dan Jeans yang berlaku
untuk panjang gelombang yang lebih panjang.
Namun, perhitungan pada panjang gelombang
ultraviolet di mana energi radiasi oleh Rayleigh dan
Jeans tidak mampu menjelaskan terjadinya
ultraviolet catastrope, yaitu kesalahan perhitungan
pada panjang gelombang ultraviolet di mana energi
radiasi mencapai nilai tak berhingga.

14. 3. HUKUM STEFAN
BOLTZMAN
STEFAN BOLTZMAN LAW
In 1859, Gustav Kirchhoff proved that there is
a theorem which is as important as the theorem
of the closed electric circuit when an argument
based on thermodynamics shows that every
object in thermal equilibrium with the radiation
power emitted is proportional to the power
absorbed. For black object, Kirchhoff's theorem
expressed by:
Rf = J (f,T)

15. Pada tahun 1859, Gustav Kirchhoff
membuktikan suatu teorema yang sama
pentingnya dengan teorema rangkaian listrik
tertutupnya ketika menunjukan argumen
berdasarkan pada termodinamika bahwa setiap
benda dalam keseimbangan termal dengan
radiasi daya yang dipancarkan adalah
sebanding dengan daya yang diserapnya. Untuk
benda hitam, teorema Kirchhoff dinyatakan oleh
:
Rf = J (f,T)

16. Further development to understand the
universal character of the black object
radiation coming from the Austrian physicist
Josef Stefan (1835-1893) in 1879.He found
through experiments that the total power per
unit area is emitted to all frequencies by a hot
black object, I total (total radiation intensity), is
proportional to the rank of four of the absolute
temperature. Therefore, empirical equations
Stefan law is written as:
Itotal = f df =

17. Perkembangan selanjutnya untuk memahami
karakter universal dari radiasi benda hitam
datang dari ahli fisika Austria, Josef Stefan
(1835-1893) pada tahun 1879.Ia mendapatkan
secara eksperimen bahwa daya total per satuan
luas yang di pancarkan pada semua frekuensi
oleh suatu benda hitam panas, Itotal (intensitas
radiasi total), adalah sebanding dengan pangkat
empat dari suhu mutlaknya. Karena itu, bentuk
persamaan empiris hukum Stefan ditulis sebagai
:
Itotal = f df =

18. With Itotal is the intensity of black body
radiation at the surface at all frequencies, Rf is the
intensity of radiation per unit frequency emitted by
a black body. T is the absolute temperature of the
object, and σ is the Stefan-Bolzmann constants, ie
σ = 5.67 x 10-8 W m-2 K-4. For hot items that are
not black body will obey the same law, only given
an additional coefficient of emissivity e, which is
smaller than 1.
Itotal = e4 (7-3)
Remember Itotal = P / A, so that equation (7-3)
can also be written as :
Itotal = = e4 atau P = e4

19. Dengan Itotal adalah intensitas radiasi pada
permukaan benda hitam pada semua frekuensi,
Rf adalah intensitas radiasi per satuan frekuensi
yang dipancarkan oleh benda hitam. T adalah
suhu mutlak benda, dan adalah tetapan Stefan-
Bolzmann, yaitu = 5,67 x 10-8 W m-2 K-4. Untuk
benda panas yang bukan benda hitam akan
mematuhi hukum yang sama, hanya diberi
tambahan koefisien emisivitas, e, yang lebih
kecil daripada 1.
Itotal = e4 (7-3)
Ingat Itotal = P/A, sehingga persamaan (7-3)
juga dpt ditulis sebagai :
Itotal = = e4 atau P = e4

20. One thing you should consider in using
equation is the absolute temperature T
expressed in Kelvin, not in celcius. If the
temperature of hot objects is known in Celsius,
then you must convert it to Kelvin with the
conversion equation :
T (K) = t(oC) + 273
Satu hal yang harus anda perhatikan dalam
menggunakan persamaan adalah suhu mutlak T
dinyatakan dalam Kelvin, bukan dalam celcius.
Jika suhu benda panas diketahui dalam celcius,
maka anda harus mengubahnya ke Kelvin
dengan persamaan konversi :
T (K) = t(oC) + 273