Page 15 - Modul Astrofisika
P. 15
Teori Kuantum Planck
Apabila laju penyerapan energi lebih besar
Pada tahun 1900, Max Planck dari laju pancarannya, maka:
mengemukakan hukumnya tentang GEM temperatur akan terus naik sampai
yaitu bahwa energi yang dipancarkan oleh akhirnya benda mencapai temperatur
benda hitam berbentuk paket-paket kecil keseimbangan dimana laju penyerapan
(kuanta), bukan dalam bentuk kontinu. sama dengan laju pancarannya.
Dalam hal ini kita melihat cahaya sebagai Keadaan ini disebut setimbang
partikel yang disebut foton. Berikut termal (setimbang termodinamik).
penjelasan Planck:
Benda hitam sendiri adalah benda yang
a. Atom memancarkan atau menyerap mampu menyerap energi panas yang
energi dalam bentuk paket-paket
diterimanya secara sempurna dan sebaliknya
energi (diskret) yang disebut memancarkan energi yang dimilikinya secara
kuantum atau foton. Setiap foton sempurna. Radiasi yang dipancarkan oleh
memiliki energi sebesar ℎ . Jika
benda hitam disebut radiasi benda hitam.
suatu atom menyerap 1 foton,
energinya bertambah sebesar ℎ dan Energi yang dipancarkan benda ke semua
sebaliknya jika memancarkan satu arah per satuan waktu (disebut juga
foton energinya akan berkurang Luminositas) dinyatakan oleh persamaan
sebesar ℎ . Berikut persamaan Stefan-Boltzmann:
matematisnya: 4
ℎ =
= ℎ =
Dengan nilai e= 1 yang artinya memancarkan
Dengan h=konstanta Planck energi yang diserapnya ke segala arah.
(6,63×10 -34 ), c=kecepatan cahaya,
=Panjang gelombang foton, e=0 artinya benda memantulkan semua
energinya ke segala arah
=frekuensi getaran molekul
b. Energi radiasi yang dipancarkan oleh 0<e<1 artinya benda menyerap sebagian
getaran atom-atom benda hitam energi yang diterimanya
berbentuk diskret (diskontinu) yaitu
berupa paket energi yang besarnya: =konstanta Stefan-Boltzmann (5,67×10 -
2
4
= ℎ 8 W/m K )
Dengan: Suatu benda hitam tidak memancarkan
n=1,2,3…..(bilangan kuantum)
seluruh gelombang elektromagnet secara
h=tetapan Planck 6,63×10 -34 Js merata. Benda hitam bisa memancarkan
=frekuensi getaran molekul cahaya biru lebih banyak dibandingkan
dengan cahaya merah, atau sebaliknya,
Teori Pancaran Benda bergantung pada temperaturnya
Hitam Menurut Planck, suatu benda hitam yang
Jika suatu benda disinari dengan radiasi temperaturnya T akan memancarkan energi
elektromagnetik, benda itu akan menyerap dalam rentang panjang gelombang tertentu
setidaknya sebagian energi radiasi tersebut. dengan intensitas spesifik:
Akibatnya, temperatur benda akan naik 2ℎ 2 1
( ) = 5 ℎ
Jika benda tersebut menyerap semua − 1
energi yang datang tanpa memancarkannya
kembali, temperatur benda akan terus naik
Kenyataannya tidak pernah terjadi,
mengapa?
Karena sebagian energi yang diserap
benda akan dipancarkan kembali.
