ASSALAMU’ALAIKUM WR.WB

Loading

Loading CompletePower Point is starting up...

Radiasi Benda hitam dan gejala kuantum

Nama Kelompok

Mira Sandrana

Muti’ah Solehah Azhar

Titin Eka Sari

Mislatul latifah

Muhammad Ihsan

Riski kurniawan

XII IPA 1

Radiasi Benda

hitam dan gejala

kuantumKOMPETENSI DASAR

• Radiasi benda hitam

• Hukum pergeseran wien dalam radiasi sebuah benda

• Teori planck

• Efek fotolistrik

• Efek compton.

Pernahkah kalian memakai pakaian hitam

disiang hari yang panas ?

Jika pernah bagaimana rasanya ?

Pasti sangat panas, mengapa ? Ini karena

warna hitam menyerap semua cahaya atau

sinar yang jatuh mengenai hingga benda

tersebut akan menjadi panas.

1. Radiasi Benda Hitam

Benda hitam didefinisikan sebagai sebuah benda yang

menyerap semua radiasi yang datang Padanya. Jadi,

benda hitam mempunyai harga absorptansi (daya

serap) dan emisivitas (daya pancar) yang besarnya

sama dengan satu, karena tidak ada radiasi yang

dipantulkan keluar dari benda hitam.

Benda hitam ideal digambarkan oleh suatu rongga hitam

dengan lubang kecil. Sekali suatu cahaya memasuki rongga

itu melalui lubang tersebut, berkas itu akan dipantulkan

berkali-kali di dalam rongga tanpa sempat keluar lagi dari

lubang tadi. Setiap kali dipantulkan, sinar akan diserap

dinding-dinding berwarna hitam. Benda hitam akan

menyerap cahaya sekitarnya jika suhunya lebih rendah

daripada suhu sekitarnya dan akan memancarkan cahaya ke

sekitarnya jika suhunya lebih tinggi daripada suhu

sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada Gambar, Benda hitam

yang dipanasi sampai suhu yang cukup

tinggi akan tampak membara.

Hukum Stefan – Boltzmann

“ Energi yg dipancarkan oleh suatu permukaan benda dalam bentuk radiasi kalor per satuan waktu sebanding dengan luas permukaan dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan itu “

e = 1 , benda hitam sempurnabenda yg dapat menyerap semua energi yg

datang & memancarkan energi kalor dg sempurna.

P = daya radiasi (watt)Q = kalor ( joule )t = waktu ( s )e = koefisien emisifitas ( 0 ≤ e ≤ 1)σ = konstanta Stefan-Boltzman

= 5,67 x 10-8

A = luas permukaan (m2 )T = suhu mutlak (Kelvin)

2. HUKUM PERGESERAN WIEN

Hukum Pergeseran Wien (1896) :

“ Panjang gelombang untuk intensitas cahaya maksimumberkurang dengan meningkatnya suhu “

C = λm T

C = konstanta pergeseran Wien= 2,9 x 10 – 3 mK

T = suhu mutlak ( K )λ = panjang gelombang ( m )

RELEIGH DAN JEANS MENGOREKSI TEORI WIEN

MELALUI EKSPERIMENNYA AKAN TETAPI HASIL

EKSPERIMEN HANYA COCOK PADA DAERAH

SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK SEDANGKAN UNTUK

DAERAH PANJANG GELOMBANG PENDEK TIDAK

COCOK. KEGAGALAN INI DIKENAL DENGAN

BENCANA ULTRAVIOLET

3. Hipotesa Planck

Ramalan bencana ultraungu dapat dipecahkan oleh

teori Planck yang menganggap bahwa radiasi

elektromagnetik dapat merambat hanya dalam

paket-paket atau kuanta.

Awal lahirnya Fisika Modern1. Getaran molekul-molekul yang memancarkan radiasi

hanya dapat memiliki satuan-satuan energi diskret dari harga En

2.Molekul memancarkan atau menyerap energi dalam satuan diskret dari energi cahaya, disebut foton jika

molekul berpindah dari satu tingkat energi ke tingkat energi lain

fhnE ..

).10.136,4.10.626,6(.: 1534 seVsJPlanckkonsth

n : bilangan kuantum (n = 0, 1, 2, . . ., n)f : frekuensi radiasi (Hz)

fhE .

1. Efekfoto listrik terjadi apabilaenergi foton(W) cukup untukmembebaskan elektron dariikatannya dengan inti atom (WO)

2. Energi kinetik maksimumelektron (Ek) yang dibebaskandari keping tidak bergantungpada intensitas (lamanya) penyinaran

3. Energi kinetik maksimumelektron (Ek) berbanding lurusdengan frekwensi cahaya yang digunakan (hasil eksperimenRobert A. Milikan)

4. Cahaya dapat memperlihatkansifat gelombang juga dapatmemperlihatkan sifat-sifatpartikel (foton)

EkW

w0

W = WO +Ek

h.f = WO +Ek

h.f = h.fO +Ek

h. = h. +Ekc0

c

Efek Fotolistrik Efek Compton

Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elekton-

elektron dari permukaan logam ketika logam tersebut

disinari dengan cahaya.

ock WEE ok hfhfE

Pada saat berumur 28 tahun, Einsten mengemukakan

sebuah ide tentang efek Foto Listrik.

kc EWE 0

2

02

1. VMWfh e

0

0

..

chfhW

E ; Energi foton (J)

W0 ; Energi ambang (J)

Ek ; energi kinetik fotoelektron (J)

f ; frekuensi cahaya (Hz)

me ; massa elektron (9.1 x 10-31

kg)

v ; kecepatan fotoelektron (m/s)

f0 ; Frekuensi ambang (Hz)

λ0 ; P.gelombang ambang (m)

Fotoelektron akan dapat keluar dari dalam atom jika :

Energi cahaya yang datang lebih besar dibandingkan

dengan energi ambang logam yaitu: E ˃ W0

Frekuensi cahaya yang datang lebih besar dibandingkan

dengan Frekuensi ambang logam yaitu: f ˃ f0

Panjang gelombang cahaya yang datang lebih besar

dibandingkan dengan Frekuensi ambang logam

yaitu: λ ˃ λ0

Efek Compton

Peristiwa foton yang

menumbuk elektron

akan dihamburkan

dengan panjang

gelombang yang

lebih besar.

cos1(.

cm

h

e

λ̓ = P. Gelombang yang terhambur (m)

λ = P. Gelombang yang datang (m)

Ө= Sudut hamburan

Foton hambur( ’ )

Foton datang( )

E = mo.c2

Elektron hambur

E = h.f

E’ = h.f’

P =0

= panjang gelombang foton sebelum tumbukan’ = panjang gelombang foton setelah tumbukanh = tetapan Planck = 6,626 x 10 –34 J.sc = kecepatan cahaya = 3 x 10 8 m/sm0 = massa diam elektron = sudut hamburan elektron

•RUMUS WIEN HANYA BERLAKU PADA SPEKTRUM GELOMBANG PENDEK

•TEORI RELEIGH DAN JEINS HANYA BERLAKU PADA SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK.

•CAHAYA MEMILIKI SIFAT KEMBAR (DUALISME) YAITU PADA KONDISI TERTENTU MEMILIKI SIFAT PARTIKEL DAN PADA KONDISI LAIN MEMILIKI SIFAT GELOMBANG. AKAN TETAPI KEDUA SIFAT TERSEBUT TIDAK MUNGKIN MUNCUL PADA SAAT YANG SAMA

•PERCOBAAN COMPTON MEMBUKTIKAN BAHWA CAHAYA MEMILIKI SIFAT PARTIKEL