Page 15 - Modul Astrofisika
P. 15
Teori Planck tentang GEM (Gelombang
Jika benda tersebut menyerap semua energi
Elektromagnetik) yang datang tanpa memancarkannya
kembali, temperatur benda akan terus naik
Pada tahun 1900, ilmuwan Max Planck
mengemukakan hukumnya tentang GEM Kenyataannya tidak pernah terjadi,
yaitu bahwa energi yang dipancarkan oleh mengapa?
benda hitam berbentuk paket-paket kecil
(kuanta), bukan dalam bentuk kontinyu. Karena sebagian energi yang diserap
Dalam hal ini kita melihat cahaya sebagai benda akan dipancarkan kembali.
partikel yang disebut foton. Berikut Apabila laju penyerapan energi lebih besar
penjelasan Planck: dari laju pancarannya, maka:
a. Kuantum (foton) adalah molekul-
temperatur akan terus naik sampai
molekul yang meradiasikan atau akhirnya benda mencapai temperatur
menyerap energi cahaya dalam keseimbangan dimana laju penyerapan
satuan diskret. Peristiwa tersebut
sama dengan laju pancarannya.
dilakukan molekul dengan cara Keadaan ini disebut setimbang
berpindah atau melompat dari satu termal (setimbang termodinamik).
tingkat energi ke tingkat energi yang
lain. Akibatnya, energi sebuah foton Benda hitam sendiri adalah benda yang
karena beda energi antara dua mampu menyerap energi panas yang
tingkat energi yang berdekatan dapat diterimanya secara sempurna dan sebaliknya
dirumuskan sebagai berikut: memancarkan energi yang dimilikinya secara
= ℎ sempurna. Radiasi yang dipancarkan oleh
ℎ benda hitam disebut radiasi benda hitam.
=
Dengan h=konstanta Planck Energi yang dipancarkan benda ke semua
arah per satuan waktu (disebut juga
(6,63×10 -34 ), c=kecepatan cahaya,
=Panjang gelombang foton, Luminositas) dinyatakan oleh persamaan
=frekuensi getaran molekul Stefan-Boltzmann:
b. Radiasi yang dipancarkan getaran- =
4
getaran molekul hanya memiliki
satuan diskret. Energi yang Dengan nilai e= 1 yang artinya memancarkan
diperbolehkan dalam satu molekul energi yang diserapnya ke segala arah.
disebut tingkat energi. Tingkat-
e=0 artinya benda memantulkan semua
tingkat energi tersebut merupakan energinya ke segala arah
kelipatan bilangan asli yang
selanjutnya disebut bilangan 0<e<1 artinya benda menyerap sebagian
kuantum. Energi molekul pada energi yang diterimanya
tingkat energi tertentu dirumuskan =konstanta Stefan-Boltzmann (5,67×10 -
sebagai berikut:
4
2
8 W/m K )
= ℎ
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
dengan intensitas spesifik:
setidaknya sebagian energi radiasi tersebut.
Akibatnya, temperatur benda akan naik 2ℎ 2 1
( ) = ℎ
5 − 1
