27 Feb 2012
Benda Hitam
Dalam fisika, benda hitam (bahasa
Inggris black body) adalah obyek yang menyerap seluruh radiasi
elektromagnetik yang jatuh kepadanya. Tidak ada radiasi yang dapat
keluar atau dipantulkannya. Namun demikian, dalam fisika klasik, secara
teori benda hitam haruslah juga memancarkan seluruh panjang gelombang
energi yang mungkin, karena hanya dari sinilah energi benda itu dapat
diukur. Meskipun namanya
benda hitam, dia tidaklah harus benar-benar hitam karena dia juga
memancarkan energi. Jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang
dipancarkannya bergantung pada suhu benda hitam tersebut. Benda hitam
dengan suhu di bawah sekitar 700 Kelvin hampir semua energinya
dipancarkan dalam bentuk gelombang inframerah, sangat sedikit dalam
panjang gelombang tampak. Semakin tinggi temperatur, semakin banyak
energi yang dipancarkan dalam panjang gelombang tampak dimulai dari
merah, jingga, kuning dan putih. Istilah
"benda hitam" pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff
pada tahun 1862. Cahaya yang dipancarkan oleh benda hitam disebut
radiasi benda hitam.Dalam laboratorium, benda yang paling mendekati
radiasi benda hitam adalah radiasi dari sebuah lubang kecil pada sebuah
rongga. Cahaya apa pun yang memasuki lubang ini akan dipantulkan dan
energinya diserap oleh dinding-dinding rongga berulang kali, tanpa
mempedulikan bahan dinding dan panjang gelombang radiasi yang masuk
(selama panjang gelombang tersebut lebih kecil dibandingkan dengan
diameter lubang). Lubang ini (bukan rongganya) adalah pendekatan dari
sebuah benda hitam. Jika rongga dipanaskan, spektrum yang dipancarkan
lubang akan merupakan spektrum kontinu dan tidak bergantung pada bahan
pembuat rongga. Pancaran radiasinya mengikuti suatu kurva umum (lihat
gambar). Berdasarkan hukum radiasi termal dari Kirchhoff kurva ini hanya
bergantung pada suhu dinding rongga, dan setiap benda hitam akan
mengikuti kurva ini. Spektrum
yang teramati tidak dapat dijelaskan dengan teori elektromagnetik
klasik dan mekanika statistik. Teori ini meramalkan intensitasi yang
tinggi pada panjang gelombang rendah (yaitu, frekuensi tinggi); suatu
ramalan yang dikenal sebagai bencana ultraungu. Masalah
teoretis ini dipecahkan oleh Max Planck, yang menganggap bahwa radiasi
elektromagnetik dapat merambat hanya dalam paket-paket, atau kuanta
(lihat bencana ultraungu untuk rinciannya). Gagasan ini belakangan
digunakan oleh Einstein untuk menjelaskan efek fotolistrik. Perkembangan
teoretis ini akhirnya menyebabkan digantikannya teori elektromagnetik
klasik dengan mekanika kuantum. Saat ini, paket-paket tersebut disebut
foton.
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar