Radiasi benda-hitam: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Mengganti Ilc_9yr_moll4096.png dengan WMAP_2012.png (berkas dipindahkan oleh CommonsDelinker; alasan: File renamed: Criterion 4 (harmonizing names of file set) · to ma |
Fitur saranan suntingan: 3 pranala ditambahkan. |
||
Baris 24:
== Spektrum ==
Radiasi benda-hitam memiliki karakteristik yaitu [[distribusi energi spektrum|spektrum frekuensi]] kontinu yang bergantung hanya pada suhu benda,<ref name=Kogure>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=qt5sueHmtR4C&pg=PA41 |page=41 |chapter=§2.3: Thermodynamic equilibrium and black-body radiation |title=The astrophysics of emission-line stars |author1=Tomokazu Kogure |author2=Kam-Ching Leung |isbn=0-387-34500-0 |year=2007 |publisher=Springer}}</ref> disebut spektrum Planck atau [[Hukum Planck]]. Spektrum ini berpuncak pada frekuensi karakteristik yang bergeser ke [[frekuensi tinggi]] jika suhu naik, dan pada [[suhu kamar]] sebagian besar emisinya berada pada daerah [[inframerah]] pada [[spektrum elektromagnetik]].<ref>Wien, W. (1893). Eine neue Beziehung der Strahlung schwarzer Körper zum zweiten Hauptsatz der Wärmetheorie, ''Sitzungberichte der Königlich-Preußischen Akademie der Wissenschaften '' (Berlin), 1893, '''1''': 55–62.</ref><ref>Lummer, O., Pringsheim, E. (1899). Die Vertheilung der Energie im Spectrum des schwarzen Körpers, ''Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gessellschaft'' (Leipzig), 1899, '''1''': 23–41.</ref><ref name="Planck 1914">{{harvnb|Planck|1914}}</ref> Pada temperatur melewati 500 derajat [[Celsius]], benda hitam mulai melepas cahaya dalam jumlah besar sehingga dapat terlihat. Jika dilihat dalam gelap, sinar yang pertama terlihat seperti abu-abu. Jika suhu terus dinaikkan, cahaya menjadi merah gelap, kemudian kuning, dan akhirnya menjadi biru-putih.<ref>[[John William Draper|Draper, J.W.]] (1847). On the production of light by heat, ''London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science'', series 3, '''30''': 345–360. [https://archive.org/stream/londonedinburghp30lond#page/344/mode/2up]</ref><ref>{{harvnb|Partington|1949|pages = 466–467, 478}}.</ref> Ketika benda terlihat putih, ia melepas sebagian energinya sebagai [[radiasi ultraviolet]]. Matahari, dengan [[suhu efektif]] sekitar 5800 K,<ref>{{harvnb|Goody|Yung|1989|pages=482, 484}}</ref> adalah benda hitam dengan puncak spektrum emisi di tengah (warna kuning-hijau) pada [[spektrum terlihat]], tetapi kekuatannya di ultraviolet juga besar.{{butuh rujukan}}
Radiasi benda-hitam memberikan pencerahan kepada keadaan [[kesetimbangan termodinamika]] dari radiasi rongga. Jika setiap [[mode Fourier]] dari radiasi kesetimbangan pada rongga kosong dengan dinding yang memantul sempurna dianggap sebagai derajat kebebasan dimana energi dapat berpindah, maka menurut [[teorema ekuipartisi]] di fisika klasik, akan ada jumlah energi yang sama di tiap mode. Karena jumlah mode-nya tak terbatas maka berakibat pada [[kapasitas panas]] tak terbatas (energi tak terbatas pada suhu tidak nol berapapun), begitu juga dengan spektrum radiasi terlepas yang naik tanpa hubungan dengan naiknya frekuensi, masalah yang dikenal dengan [[bencana ultraungu]]. Namun, pada teori kuantum [[teori medan kuantum|bilangan okupasi]] mode dikuantisasi, memotong spektrum pada frekuensi tinggi sesuai dengan pengamatan eksperimen dan menyelesaikan masalah. Studi mengenai hukum benda hitam dan kegagalan fisika klasik untuk menjelaskannya menjadi dasar bagi [[sejarah mekanika kuantum|mekanika kuantum]].{{butuh rujukan}}
Baris 94:
Dengan permukaan non-hitam, penyimpangan dari perilaku benda-hitam ideal ditentukan dari struktur permukaan, seperti kekasaran atau granularitas, dan komposisi kimia. Pada basis "per panjang gelombang", benda real dalam keadaan [[Kesetimbangan termodinamika#Kesetimbangan lokal dan global|kesetimbangan termodinamika lokal]] masih mengikuti [[Hukum Kirchhoff (termodinamika)|Hukum Kirchhoff]]: emisivitas sama dengan absorptivitas, maka objek yang tidak menyerap semua cahaya juga akan melepas radiasi lebih sedikit daripada benda hitam ideal; radiasi tak sempurna dapat disebabkan karena cahaya ditransmisikan melalui benda atau beberapa diantaranya dipantulkan pada permukaan benda.{{butuh rujukan}}
Dalam [[astronomi]], objek seperti [[bintang]] sering dianggap sebagai benda hitam meskipun pendekatannya masih tidak baik. Sebuah spektrum benda hitam yang nyaris sempurna ditunjukkan oleh [[radiasi latar gelombang mikro kosmik]]. [[Radiasi Hawking]] adalah radiasi benda-hitam [[hipotesis]] yang dilepas oleh [[lubang hitam]], pada temperatur yang tergantung dari massa, muatan, dan spin dari lubang. Jika prediksinya benar, lubang hitam secara bertahap akan menyusut dan menguap seiring waktu karena mereka kehilangan massa karena emisi foton dan partikel lainnya.{{butuh rujukan}}
Sebuah benda hitam meradiasikan energi pada semua frekuensi, tetapi intensitasnya dengan cepat cenderung ke nol pada frekuensi tinggi (panjang gelombang pendek). Contohnya, benda hitam pada suhu ruang (300 K) dengan luas permukaan 1 meter persegi akan melepas foton pada ''range'' terlihat (390–750 nm) dengan kecepatan rata-rata tiap 1 foton tiap 41 detik, berarti benda hitam tidak melepas pada ''range'' terlihat.<ref>Matematika:Intensitas planck (energi/det/area/solid angle/panjang gelombang) adalah:
Baris 265:
=== Suhu virtual bumi ===
Substitusi nilai yang diketahui untuk matahari dan [[bumi]] menghasilkan:
:<math>T_{\rm S} = 5778 \ \mathrm{K},</math><ref name="NASA">[http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/sunfact.html NASA Sun Fact Sheet]</ref>
:<math>R_{\rm S} = 6.96 \times 10^8 \ \mathrm{m},</math><ref name="NASA"/>
| |||
