Radiasi

Pada siang hari kita dapat merasakan panas matahari. Dimana matahari termasuk salah satu bintang karena memancarkan radiasinya sendiri. Matahari memiliki suhu rata-rata di permukaan sebesar 6000 C. Sangat panas bukan? Tapi bagaimana caranya kita bisa mengetahui suhu matahari atau bintang? Bisakah kita mengukur suhunya tersebut secara langsung? Hingga saat ini  manusia belum mampu pergi kesana dan mengukur suhu matahari atau bintang dengan termometer. Sebenarnya para ahli mempunyai metode khusus dalam menentukan suhu sebuah bintang. Kamu juga bisa memperkirakan setelah belajar radiasi benda hitam.



Apabila kita berada di dekat api yang membara, kita akan merasakan panas. Ini berarti benda tersebut memancarkan kalor sekelilingnya. Radiasi bara atau radiasi kalor matahari yang letaknya berjuta-juta kilometer masih terasa sampai ke bumi meskipun antara bumi dan matahari terdapat ruang hampa. Ini berarti energi yan dipancarkan oleh matahari dan tentu saja bara bagi setiap benda tadi berupa gelombang elektromagnetik pada spectrum yang terlihat (cahaya tampak) dan spectrum yang tidak sensitif ke mata antara lain inframerah. Masih ingatkah bahasan gelombang elektromagnetik di kelas X? Salah satu sifat gelombang elektromagnetik ialah dapat merambat melalui ruang hampa melibatkan osilasi medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus.

Semakin besar suhu suatu benda, semakin besar pula energi yang diradiasikannya. Para ahli menemukan bahwa  energi yang diradiasikan per sekon oleh sebuah benda berpijar sebanding dengan pangkat empat suhu benda tersebut dalam Kelvin. Selain itu, energi yang dipancarkan juga sebanding dengan luas benda yang berpijar. Bukankah akan terasa lebih panas jika kamu berada dekat rumah yang terbakar dibandingkan jika berdekatan dengan arang yang dibakar? Besarnya laju energi (energi persatuan waktu) yang dipancarkan oleh benda yang luasnya A dan suhu benda T Kelvin adalah,

Dengan,

P = daya radiasi (W)

Q = energi kalor (J)

t = waktu (s)

T = suhu mutlak permukaan benda (K)

A = luas permukaan benda (m )
    = konstanta Stefan Boltzman (5,67 x 10  W/m )

e = emisivitas benda

Persamaan inilah yang dinamakan persamaan Stefan Boltzmann. Faktor e dinamakan emisivitas yang mempunyai nilai antara 0 hingga 1. Benda yang mempunyai e mendekati 1 disebut juga sebagai benda hitam, sedangkan benda yang mengkilap mempunyai nilai mendekati nol. Benda dengan nilai e = 1 dianggap sebagai benda hitam sempurna karena dapat menyerap semua energi kalor yang datang dan memancarkan energi kalor dengan sempurna juga. Walaupun demikian, perlu diingat bahwa benda hitam sempurna hanyalah proses idealisasi karena kenyataannya tidak ada benda yang bersifat hitam sempurna.