Pergeseran Wien

Advertisement

Pergeseran Wien – Pada topik sebelumnya kalian telah mempelajari tentang radiasi benda hitam. Semua benda yang secara terus menerus memancarkan radiasi panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada topik kali ini kalian akan mempelajari hukum pergesaran Wien terkait dengan radiasi benda hitam. Tetap semangat ya.

Pergeseran Wien

Pergeseran Wien

        Radiasi kalor dari suatu benda berbanding lurus dengan pangkat empat suhu mutlaknya. Pada beberapa kasus, radiasi ini dapat dilihat oleh mata manusia jika spektrum yang dipancarkan berada dalam rentang cahaya tampak.
Untuk menentukan spektrum gelombang elektromagnetik, maka besaran yang harus diukur adalah intensitasnya. Intensitas gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dalam fungsi panjang gelombang (λ) atau frekuensi (f) akan menghasilkan bentuk karakteristik spektrum tersebut. Spektrum radiasi benda hitam pada suhu tertentu akan menghasilkan karakteristik tertentu pula. Perubahan bentuk spektrumnya sangat bergantung pada suhu. Kajian secara mendalam tentang hubungan antara intensitas radiasi (I) dengan panjang gelombang (λ) yang dipancarkan benda dikemukakan oleh Wilhelm Wien pada tahun 1896 dengan hasil pengamatan sebagai berikut.
Misalkan terdapat sebuah benda dengan tiga keadaan suhu yang berbeda yaitu 4000 K, 3000 K, dan 2000 K. Jika intensitas radiasinya maksimum, maka benda tersebut akan memancarkan gelombang dengan panjang gelombang sebesar λm. Dua hal penting dari pergeseran Wien yaitu sebagai berikut.

1. Banyaknya radiasi kalor yang dipancarkan benda sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya.
2. Suhu mutlak benda (T) berbanding terbalik dengan panjang gelombang yang dipancarkan pada intensitas maksimum (λm). Artinya semakin besar suhu mutlak benda semakin pendek panjang gelombang yang dipancarkannya.

Berikut ini pernyataan yang dikemukakan oleh Wien, selanjutnya dikenal sebagai hukum Pergeseran Wien.
“Panjang gelombang untuk intensitas cahaya maksimum berkurang dengan meningkatnya suhu”. Secara kuantitatif, Wien merumuskan hubungan antara T dengan λm sebagai berikut.

Keterangan:
λm = panjang gelombang yang dipancarkan saat intensitas radiasinya maksimum (meter)
T = suhu mutlak benda (K)
C = Tetapan pergeseran Wien (2,90 x 10-3 mK)

        Radiasi kalor yang muncul sebanding dengan suatu spektra kontinyu, bukan spektra diskret seperti garis-garis terang yang dilihat dalam spektra nyala api atau garis-garis gelap yang dilihat dari cahaya matahari. Spektra sendiri adalah bentuk tunggal spektrum. Sehingga semua panjang gelombang hadir dalam distribusi energi kalor yang besar ini. Jika suhu benda hitam meningkat, maka panjang gelombag untuk intensitas maksimum bergeser ke nilai panjang gelombang yang lebih pendek. Pengukuran spektra benda hitam menunjukkan bahwa panjang gelombang untuk intensitas maksimum berkurang dengan meningkatnya suhu.

Untuk meningkatkan pemahaman kalian terhadap hukum pergeseran Wien marilah pelajari contoh soal berikut ini.

Contoh Soal

Berdasarkan pengamatan, puncak intensitas radiasi matahari terjadi saat panjang gelombang cahaya yang dapat ditangkap mata manusia berkisar pada 500 nm. Berapa suhu di permukaan mataharinya?
Penyelesaian
Diketahui:
λm = 500 nm = 5 x 10-7 m
C = 2,9 x 10-3 mK
Ditanyakan: T ?
Jawab:

Jadi, suhu di permukaan matahari adalah 5800 K.

Advertisement
Pergeseran Wien | lookadmin | 4.5