Soal Dan Penyelesaian Radiasi Benda Hitam - Lanjutan
Cara Cepat Pintar Fisika - Dalam fisika, kita sering mendengar benda hitam (bahasa Inggris black body), lalu:
1. Sebuah benda berbentuk bola dengan temperatur 600 K berjari-jari 0,5 meter dan nilai emisivitas 0,8. Diketahui besar konstanta Stefan-Boltzmann $\small 5,67.10^{-8}Watt.^{-1}m.K^{-1}$ .
Tentukan:
a. Besar daya radiasi yang dipancarkan benda adalah;
b. Energi yang dipancarkan benda selama 1 menit !
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
a. Menentukan besar daya yang dipancarkan benda
Besar daya radiasi termal yang dipancarkan oleh benda yang bertemperatur adalah:
$\small \\P=e\sigma T^{4}A\\\\P=0,8.5,67.10^{-8}.(600)^{4}.4\pi \left ( \frac{1}{2} \right )^{2}\\\\P=184,68Watt$
b. Menentukan besar energi yang dipancarkan benda.
Besar energi ialah daya dikalikan waktu, jadi kita bisa mengambil hasil perhitungan bab a pada soal ini dikalikan waktu untuk menghitung besar energi yang dipancarkan$\small \\E = P.t\\ E = 184,68 x 60\\ E = 11081 Joule\\ E = 11,081 KJoule$
2. Sebuah benda bertemperatur 300 K memancarkan radiasi panas sebesar R. Besar radiasi panas yang dipancarkan ketika temperatur benda menjadi 400 K ialah ?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Bandingkanlah daya radiasi pada dikala temperartur kedua 400 K dan temperatur pertama 300 K ibarat tertulis pada persamaan di bawah ini$\displaystyle \small \\\frac{P_{1}}{P_{2}}=\frac{e\sigma T_{1}^{4}A}{e\sigma T_{2}^{4}A}\\\\\frac{P_{1}}{P_{2}}=\left (\frac{ T_{1}}{T_{2}} \right )^{4}=\left (\frac{ 300}{400} \right )^{4}\\\\\frac{P_{1}}{P_{2}}=\frac{ 81}{256} \\\\P_{2}=\frac{ 256}{81}P_{1}$
3. Sebuah benda memancarkan sinar berwarna kuning ketika dipanaskan pada temperatur tertentu. Panjang gelombang cahaya berwarna kuning ialah 500 nm. Maka sanggup dihiutng besar temperatur benda tersebut ialah ?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Untuk menjawab soal ini kita bisa gunakan konsep pergeseran Wien pada radiasi benda hitam
Kita hitung memakai rumus pergeseran Wien:
$\displaystyle \small \\\lambda .T=c\\\\T=\frac{c}{\lambda }\\\\T=\frac{3.10^{3}}{500.10^{-9} }\\\\T=6000K$
4. Sebuah benda pada dikala suhu tertentu memancarkan warna merah dengan panjang gelombang warna merah 600 nm, kemudian suhu dinaikan, pancaran sinar dari benda menjadi warna kuning dengan panjang gelombang warna kuning 500 nm. Perbandingan besar temperatur dikala benda berwarna kuning dan pada dikala benda berwarna merah ialah ?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Kita gunakan konsep pergeseran Wien pada radiasi benda hitam
Kita buat perbandingan persamaan pergeseran Wien dikala temperatur benda berwarna merah dan dikala temperatur benda berwarna kuning:
$\displaystyle \small \\\lambda .T=c\\\\T=\frac{c}{\lambda }\\\\\frac{T_{k}}{T_{m}} =\frac{\lambda _{m}}{\lambda _{k}} =\frac{600}{500}$
5. Sebuah benda memancarkan radiasi panas dengan daya 66000 watt berwarna biru berpanjang gelombang 450 nm.
Tentukan :
a. Jumlah foton yang dipancarkan setiap detik;
b. Besar energi yang dimiliki oleh setiap foton;c. Besar frekuensi foton !
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
a. Jumlah foton setiap detik
Kita gunakan rumus energi foton $\displaystyle \small E=nh\frac{c}{\lambda }$
$\displaystyle \small \\E_{L}=E_{f}\\P.t=nh\frac{c}{\lambda }\\\\n=\frac{P.t.\lambda }{h.c}\\\\n=\frac{66.000x1x4,5.10^{-7} }{6,6.10^{-34}x3.10^{8}}\\\\n=1,5.10^{23}\, foton$
b. Energi setiap foton
$\displaystyle \small \\E_{L}=h\frac{c}{\lambda }\\\\E=\frac{6,6.10^{-34}.3.10^{8} }{450.10^{-9}}\\\\E=4,4.10^{-19}J\\\\E=2,75eV$
c. frekuensi foton
$\displaystyle \small \\f=\frac{c}{\lambda }=\frac{3.10^{8}}{450.10^{-9}}\\\\f=6,67.10^{14}Hz$
Masih kurang? ini lagi ya....SOAL DAN PEMBAHASAN RADIASI BENDA HITAM GAMPANG BUANGEEETTT Sumber http://carafisika.blogspot.com
Apa itu benda hitam?
Benda hitam (black body) ialah objek yang menyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang jatuh kepadanya, sehingga tidak ada radiasi yang sanggup keluar atau dipantulkannya.Apa itu emisivitas benda hitam?
Ini ialah ukuran dari kemampuan suatu benda untuk meradiasikan energi yang diserapnya. Benda hitam tepat mempunyai emisivitas sama dengan 1 (ε=1) sementara objek sebenarnya mempunyai emisivitas kurang dari satu. Emisivitas ialah satuan yang tidak berdimensi.Apa itu dengan radiasi?
Radiasi elektromagnetik ialah radiasi yang tidak mempunyai massa. Radiasi ini terdiri dari gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik. Radiasi partikel ialah radiasi berupa partikel yang mempunyai massa, contohnya partikel beta, alfa dan neutron.Apa itu Radiasi benda-hitam
Radiasi benda-hitam ialah salah satu jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi di dalam atau di sekitar benda dalam keadaan kesetimbangan termodinamika dengan lingkungannya atau dikala ada proses pelepasan dari benda hitam.SOAL JAWAB RADIASI BENDA HITAM
1. Sebuah benda berbentuk bola dengan temperatur 600 K berjari-jari 0,5 meter dan nilai emisivitas 0,8. Diketahui besar konstanta Stefan-Boltzmann $\small 5,67.10^{-8}Watt.^{-1}m.K^{-1}$ .
Tentukan:
a. Besar daya radiasi yang dipancarkan benda adalah;
b. Energi yang dipancarkan benda selama 1 menit !
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
a. Menentukan besar daya yang dipancarkan benda
Besar daya radiasi termal yang dipancarkan oleh benda yang bertemperatur adalah:
$\small \\P=e\sigma T^{4}A\\\\P=0,8.5,67.10^{-8}.(600)^{4}.4\pi \left ( \frac{1}{2} \right )^{2}\\\\P=184,68Watt$
b. Menentukan besar energi yang dipancarkan benda.
Besar energi ialah daya dikalikan waktu, jadi kita bisa mengambil hasil perhitungan bab a pada soal ini dikalikan waktu untuk menghitung besar energi yang dipancarkan$\small \\E = P.t\\ E = 184,68 x 60\\ E = 11081 Joule\\ E = 11,081 KJoule$
2. Sebuah benda bertemperatur 300 K memancarkan radiasi panas sebesar R. Besar radiasi panas yang dipancarkan ketika temperatur benda menjadi 400 K ialah ?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Bandingkanlah daya radiasi pada dikala temperartur kedua 400 K dan temperatur pertama 300 K ibarat tertulis pada persamaan di bawah ini$\displaystyle \small \\\frac{P_{1}}{P_{2}}=\frac{e\sigma T_{1}^{4}A}{e\sigma T_{2}^{4}A}\\\\\frac{P_{1}}{P_{2}}=\left (\frac{ T_{1}}{T_{2}} \right )^{4}=\left (\frac{ 300}{400} \right )^{4}\\\\\frac{P_{1}}{P_{2}}=\frac{ 81}{256} \\\\P_{2}=\frac{ 256}{81}P_{1}$
3. Sebuah benda memancarkan sinar berwarna kuning ketika dipanaskan pada temperatur tertentu. Panjang gelombang cahaya berwarna kuning ialah 500 nm. Maka sanggup dihiutng besar temperatur benda tersebut ialah ?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Untuk menjawab soal ini kita bisa gunakan konsep pergeseran Wien pada radiasi benda hitam
Kita hitung memakai rumus pergeseran Wien:
$\displaystyle \small \\\lambda .T=c\\\\T=\frac{c}{\lambda }\\\\T=\frac{3.10^{3}}{500.10^{-9} }\\\\T=6000K$
4. Sebuah benda pada dikala suhu tertentu memancarkan warna merah dengan panjang gelombang warna merah 600 nm, kemudian suhu dinaikan, pancaran sinar dari benda menjadi warna kuning dengan panjang gelombang warna kuning 500 nm. Perbandingan besar temperatur dikala benda berwarna kuning dan pada dikala benda berwarna merah ialah ?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Kita gunakan konsep pergeseran Wien pada radiasi benda hitam
Kita buat perbandingan persamaan pergeseran Wien dikala temperatur benda berwarna merah dan dikala temperatur benda berwarna kuning:
$\displaystyle \small \\\lambda .T=c\\\\T=\frac{c}{\lambda }\\\\\frac{T_{k}}{T_{m}} =\frac{\lambda _{m}}{\lambda _{k}} =\frac{600}{500}$
5. Sebuah benda memancarkan radiasi panas dengan daya 66000 watt berwarna biru berpanjang gelombang 450 nm.
Tentukan :
a. Jumlah foton yang dipancarkan setiap detik;
b. Besar energi yang dimiliki oleh setiap foton;c. Besar frekuensi foton !
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
a. Jumlah foton setiap detik
Kita gunakan rumus energi foton $\displaystyle \small E=nh\frac{c}{\lambda }$
$\displaystyle \small \\E_{L}=E_{f}\\P.t=nh\frac{c}{\lambda }\\\\n=\frac{P.t.\lambda }{h.c}\\\\n=\frac{66.000x1x4,5.10^{-7} }{6,6.10^{-34}x3.10^{8}}\\\\n=1,5.10^{23}\, foton$
b. Energi setiap foton
$\displaystyle \small \\E_{L}=h\frac{c}{\lambda }\\\\E=\frac{6,6.10^{-34}.3.10^{8} }{450.10^{-9}}\\\\E=4,4.10^{-19}J\\\\E=2,75eV$
c. frekuensi foton
$\displaystyle \small \\f=\frac{c}{\lambda }=\frac{3.10^{8}}{450.10^{-9}}\\\\f=6,67.10^{14}Hz$
Masih kurang? ini lagi ya....SOAL DAN PEMBAHASAN RADIASI BENDA HITAM GAMPANG BUANGEEETTT Sumber http://carafisika.blogspot.com
0 Response to "Soal Dan Penyelesaian Radiasi Benda Hitam - Lanjutan"
Posting Komentar