Pergeseran Wien pada Radiasi Benda Hitam | Fisika Kelas 12

Squad, tahukah kamu bahwa benda hitam memiliki spektrum yang berbeda ketika dipanaskan? Yup, hal ini karena pengaruh suhu, semakin tinggi suhu pada benda hitam maka spektrumnya akan memiliki panjang gelombang yang pendek pada suatu intensitas maksimum atau biasa disebut Pergeseran Wien. Bagaimana ya terjadinya pergeseran Wien pada radiasi benda hitam? Simak penjelasannya yuk Squad!

Akhir abad ke-19 para ilmuan masih mempertanyakan terkait penjelasan tentang spektrum yang terlihat oleh mata manusia ketika benda berpijar. Ada kalanya pada suhu sekitar 1000 K benda berpijar berwarna merah seperti pada elemen setrika, pada suhu yang lebih tinggi benda berpijar berwarna oranye seperti pada bara besi dan pada suhu yang lebih tinggi lagi benda berpijar mendekati warna putih. Kemudian Wilhelm Wien menjelaskan tentang kejadian tersebut. Wien mengemukakan bahwa spektrum benda berpijar adalah kontinyu, akan tetapi ada panjang gelombang pada spektrum yang berada pada intensitas yang paling besar. Panjang gelombang tersebutlah yang menentukan warna pijar pada benda.

Wien menjelaskan bahwa panjang gelombang pada intensitas maksimum akan bergeser ke panjang gelombang yang lebih pendek (ke frekuensi yang lebih tinggi) apabila suhunya semakin meningkat. Misalnya pada batang besi yang terus dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi, awalnya batang besi berwarna kemerahan, karena suhunya terus naik warna batang besi berubah menjadi kuning kemerahan dan akhrinya memijar. Panjang gelombang cahaya merah lebih besar daripada panjang gelombang cahaya kuning, sama artinya dengan frekuensi gelombang cahaya merah lebih rendah daripada frekuensi gelombang cahaya kuning.

Perubahan warna pada benda menunjukkan perubahan intensitas radiasi benda. Ketika suhu benda berubah, maka intensitas benda akan ikut berubah atau terjadi pergeseran, pergeseran ini dapat digunakan untuk memperkirakan suhu benda atau biasa disebut Pergeseran Wien.

 Grafik spektrum radiasi benda hitam (Sumber: ask.metafilter.com)

Grafik di atas menunjukkan hubungan intensitas radiasi benda hitam terhadap panjang gelombang pada suhu yang berbeda. Dapat dilihat bahwa ketika suhu benda hitam meningkat, panjang gelombang untuk intensitas maksimum (λ_maks) bergeser ke nilai panjang gelombang yang lebih pendek. Berdasarkan percobaan Wien dapat diperoleh persamaan seperti berikut:

Untuk lebih memahaminya lagi, ayo kita kerjakan contoh soal di bawah ini Squad!

1. Permukaan benda pada suhu 37 ºC meradiasikan gelombang elektromagnetik. Jika nilai konstanta Wien = 2,9 x 10^-3 mK, maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaan adalah …

Diketahui:

T = 37 ºC = 37 + 273 K = 310 K

C = 2,9 x 10^-3 mK

Ditanya : λ_maks ?

Jawab:

2. Radiasi bintang X pada intensitas maksimum terdeteksi pada panjang gelombang 580 nm. Jika tetapan pergeseran Wien adalah 2,9 x 10^-3 mK maka suhu permukaan bintang X tersebut adalah …

Diketahui:

λ_maks = 580 nm = 580 x 10^-9 m

C = 2,9 x 10^-3 mK

Ditanya: T ?

Jawab:

Baca Juga: Menghitung Daya Radiasi Benda Menggunakan Hukum Stefan-Boltzmann

Nah Squad, sekarang kamu sudah lebih paham kan bagaimana terjadinya pergeseran Wien pada radiasi benda hitam? Pergeseran tersebut dapat kamu gunakan untuk mencari panjang gelombang maksimum maupun suhu pada benda hitam. Kamu masih punya pertanyaan lain tentang materi ini? Langsung saja tanyakan melalui Roboguru. Kamu bisa diskusi langsung dengan mentor dan 20 teman-teman se-Indonesia lho. Gunakan sekarang kuy!