Assalamualaikum
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 25

Assalamualaikum Wr . Wb PowerPoint PPT Presentation


  • 315 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Assalamualaikum Wr . Wb. RADIASI BENDA HITAM. Kelas : XII Semester : 2. Standar Kompetensi. 3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern. Kompetensi Dasar.

Download Presentation

Assalamualaikum Wr . Wb

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Assalamualaikum wr wb

AssalamualaikumWr. Wb


Assalamualaikum wr wb

RADIASI

BENDA HITAM

Kelas : XII

Semester : 2


Assalamualaikum wr wb

StandarKompetensi

3. Menganalisisberbagaibesaranfisispadagejalakuantumdanbatas-batasberlakunyarelativitas Einstein dalamparadigmafisika modern

KompetensiDasar

3.1Menganalisissecarakualitatifgejalakuantum yang mencakuphakikatdansifatradiasibendahitamsertapenerapannya


Assalamualaikum wr wb

Indikator

  • Mendeskripsikan fenomena radiasi benda hitam

  • Mendeskripsikanhipotesis Planck tentangkuantumcahaya

  • Menganalisisdanmenginterpretasi data

  • emperistentangEfekFotolistriksebagai

  • TeoriKuantumCahaya.

  • Menganalisisdanmenginterpretasi data

  • emperistentangEfek Compton sebagai

  • TeoriKuantumCahaya.


Assalamualaikum wr wb

Radiasi Benda Hitam

  • Berdasarkanhasileksperimendiperolehbahwabanyaknyaradiasitermal yang dipancarkanolehsuatubendadipengaruhioleh:

  • Suhubenda : bendabersuhulebihtinggiakan

  • memancarkanlebihbanyakradiasi.

  • 2. Sifatpermukaanbenda : permukaankasarlebihbanyak

  • memancarkanradiasidibandingkanpermukaanhalus.

  • 3. Bentukbenda : permukaan yang lebihluasakan

  • memancarkanradiasi yang lebihbanyak.

  • 4. Jenis material : logamlebihbanyakmemancarkan

  • radiasidibandingkandengan non logam.

  • HasileksperimendiataspertamakalinyadilakukanolehJoseph Stefan. KemudianolehLudwig BoltzmannmerumuskansecaramatematisIntensitasrasiasi (I) dipancarkanolehsebuahbendasbb:


Assalamualaikum wr wb

dimana : P = daya yang dipancarkan (Watt).

e = emisivitas benda.

 = konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 x 10-8 W/m2 K4

A = luas permukaan benda (m2)

T = suhu mutlak benda (Kelvin).

Emisivitas adalah kemampuan suatu benda memancarkan energi (gelombang elektromagnetik). Nilai e antara 0 dan 1.

Suatu benda yang dapat menyerap semua radiasi yang mengenainya disebut benda hitam sempurna. Radiasi yang dihasilkan oleh sebuah benda hitam sempurna ketika dipanaskan disebut radiasi benda hitam.

Perlu diingat bahwa benda hitam sempurna merupakan suatu model, jadi sebenarnya tidak ada sebuah benda yang berprilaku sebagai benda hitam sempurna.

Berdasarkan nilai emisivitas (e), maka benda hitam sempurna memiliki nilai e = 1.


Assalamualaikum wr wb

Para fisikawan tertarik untuk mempelajari dan meneliti intensitas radiasi benda hitam ini. Ilmuwan yang pertama kali melakukan penelitian ini adalah Wilhelm Wien.

Radiasi yang dipancarkan benda hitam dilewatkan melalui celah agar diperoleh berkas gelombang yang sempit. Setelah melewati prisma, gelombang terdispersi menurut panjang gelombang masing-masing. Untuk mengukur intensitas dan panjang gelombang setiap spektrum, detektor digeser-geser menurut sudut deviasi berkas gelombang terdispersi. Percobaan ini dilakukan pada suhu benda hitam yang berbeda-beda


Assalamualaikum wr wb

І

Radiasi Benda Hitam

Berdasarkan percobaan (data emeperis) dapat ditunjukkan grafik intensitas radiasi terhadap panjang gelombang.

Jika suhu dinaikkan, intensitas radiasi akan meningkat. Dalam setiap suhu dapat dilihat adanya panjang gelombang yang memiliki intensitas maksimum, yaitu maks. Terlihat pula jika suhu berubah maka maks akan mengalami pergeseran. Semakin tinggi suhu, intensitas maks semakin bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih pendek.

Hukum Pergeseran Wien

Gejala pergeseran intensitas cahaya maks pada radiasi benda hitam disebut Pergeseran Wien. Wien menemukan bahwa hasil kali antara intensitas pada maksdan suhu mutlak merupakan bilangan konstan yang berharga 2,898 x 10-3 mmK. Secara matematis Hukum Pergeseran Wien dapat dinyatakan dengan persamaan:

4000 K

3000 K

2000 K

λ


Assalamualaikum wr wb

Hipotesa Planck

Planck berkesimpulan bahwa energi yang dipancarkan dan diserap tidaklah kontinu. Tetapi, energi dipancarkan dan diserap dalam bentuk paket-paket energi diskret yang disebut kuanta


Assalamualaikum wr wb

Denganhipotesanya, Planck berhasilmenemukansuatupersamaanmatematikauntukradiasibendahitam yang benar-benarsesuaidengan data hasileksperimennya. Persamaan Planck tersebut kemudian disebut hukum radiasi benda hitam Planck. Ia berpendapat bahwaukuranenergikuantumsebandingdenganfrekuensiradiasinya.

Rumusannyaadalah:


Assalamualaikum wr wb

Keterangan :

n : bilangan kuantum (n = 0, 1, 2, . . ., n)

f : frekuensi radiasi (Hz)

Kuantisasi energi osilator ini merupakan hal baru pada masa itu. Kuantisasi energi inilah yang mendasari teori fisika kuantum.


Assalamualaikum wr wb

Efek Fotolistrik

Pada tahun 1905, Albert Einstein mengemukakan teori baru yang spektakuler. Teori ini mengatakan bahwa energi cahaya terkuantisasi dalam bentuk bundel-bundel energi yang besarnya

E = hf

Bundel-bundel energi ini dinamakan foton yang memiliki kelakuan seperti partikel tidak seperti gelombang.

Dengan teori ini Einstein mampu menjelaskan peristiwa efek fotolistrik dengan baik.

Fotolistrik merupakan peristiwa dipancarkannya elektron ketika permukaan suatu logam disinari cahaya. Elektron yang terlepas disebut fotoelektron.

Ketika tabung ditempatkan di tempat gelap, jarum galvanometer pada amperemeter menunjuk angka nol. Tetapi ketika sinar monokromatik dengan panjang gelombang tertentu menyinari keping K jarum galvanometer menyimpang (terdapat arus yang mengalir dalam rangkaian). Arus ini berhubungan dengan terpancarnya elektron dari keping K dan dikumpulkan

di keping A.


Assalamualaikum wr wb

K

A

K

A

hf = E0 + (Ek)maks

(Ek) maks = e V0


Assalamualaikum wr wb

Efek Compton

θ

Ide foton dikembangkan oleh Einstein

dan pada tahun 1919, Einstein menyimpulkan

bahwa suatu foton yang bergerak mempunyai

momentum sebesar E/c.

E = mc2 = mc c = p c

Pada tahun 1923 Arthur Holly Compton dan Peter Debye melakukan eksperimen mengenai momentum foton ini. Mereka mengamati bahwa hamburan foton sinar X oleh elektron dapat diterangkan dengan menganggap foton sebagai partikel titik dengan energi hf dan momentum hf/c serta menggunakan hukum kekekalan momentum dari foton dan elektron yang bertumbukan.

Menurut teori gelombang, ketika cahaya/sinar X datang pada sebuah elektron, akan diserap lalu dipancarkan kembali dengan frekuensi lebih kecil dari frekuensi semula. Frekuensi atau panjang gelombang tergantung pada lamanya elektron disinari.

Namun pada pada percobaan Compton mencatat bahwa ketika elektron disinari oleh sinar X, maka panjang gelombang foton yang terhambur hanya tergantung pada sudut hamburan, θ sama sekali tidak dipengaruhi oleh lamanya penyinaran.


Assalamualaikum wr wb

Contoh Soal

Suatu permukaan logam dengan emisivitas 0,5 dipanaskan hingga 400 K.

Tentukanlah:

a. intensitasenergiradiasi yang dipancarkan

b. panjanggelombangpadaintensitasmaksimumnya.


Assalamualaikum wr wb

Penyelesaian

b.

a.

Maka :


Uji kompetesi

UjiKompetesi


Assalamualaikum wr wb

Petunjukmengerjakan

Latihan

  • Baca soaldenganbaik

  • Jawabandenganmengklikpadapilihan yang kamuanggapbenar (pointer berubahgambartangan)

  • Selamatmengerjakan!

Ke Soal


Assalamualaikum wr wb

1. Menurutpergeseran Wien, semakintinggisuhusuatubendahitammaka(1) intensitasradiasibergeserkearahpanjanggelombang yang lebihkecil(2) cahaya yang dipancarkanbendahitampanjanggelombangnyakecil(3) energy foton yang dipancarkanbendahitamsemakinbesar. Pernyataan yang benaradalah….

A. (1) dan (2)

SelamatJawaban

AndaBenar

B. (1), (2), dan (3)

C. (1) dan (3)

JawabanAnda

Salah!

D. (2) dan (3)

E. Hanya (3)


Assalamualaikum wr wb

2. Suatu benda hitam yang mula-mula suhunya To dipanaskan sehingga suhunya menjadi T1. Ternyata kalor yang diradiasikan 16 kali dari semula. Besar T1 adalah….

A. 2To

SelamatJawaban

AndaBenar

B. 2,5To

C. 3To

JawabanAnda

Salah!

D. 4To

E. 5To


Assalamualaikum wr wb

3. Sebuahbendadipanaskanhinggabersuhu 127oC. Panjanggelombangcahaya yang diradiasikanadalah….

A. 7 x 10-6 m

B. 3,5 x 10-6 m

SelamatJawaban

AndaBenar

C. 2 x 10-6 m

D. 1,4 x 10-6 m

JawabanAnda

Salah!

E. 1,12 x 10-6 m


Assalamualaikum wr wb

4. Energi yang dipancarkanolehsuatubendahitam per satuanwaktuadalah….

A. berbandinglurusdengansuhumutlakbenda

B. berbandinglurusdenganluaspermukanbenda

C. berbandingterbalikdenganluaspermukaan

benda

D. berbandingterbalikdengansuhumutlakbenda

E. berbandinglurusdenganwaktupemancaran

SelamatJawaban

AndaBenar

JawabanAnda

Salah!


Referensi

Referensi

  • Buku

    • MarthenKanginan. 2012. “Fisika SMA 3b”, Jakarta: Erlangga.

    • Supiyanto. 2006. “ Fisika SMA”. Jakarta: Erlangga.

      . Web Site

      Http://id.wikipedia.org


Assalamualaikum wr wb

WassalamualaikumWr. Wb


  • Login