Warna ialah sebuah keindahan dalam kehidupan. Kita bisa membayangkan bagaimana rasanya hidup tanpa warna, pastilah hidup itu kurang berarti. Kita tidak bisa melihat keindahan tanpa warna, kita tidak bisa mengetahui suatu perasaan tanpa warna, kita pun juga tidak bisa mengungkapkan apa yang ada di dalam pikiran kita tanpa warna. Meskipun terlihat sederhana, nyatanya peranan warna sangatlah penting bagi kehidupan manusia. Warna mempunyai kekuatan khusus yang sanggup mempengaruhi kehidupan manusia. Pada intinya, dunia tanpa warna bagaikan tidak ada kehidupan.
Warna ialah biasan dari cahaya yang bertemu dengan kelebihan dari mata makhluk hidup sehingga membentuk goresan- tabrakan yang indah. Secara teori ilmiah, warna merupakan sebuah spektrum tertentu yang dihasilkan dari suatu cahaya tepat yang berupa putih. Jadi, cahaya tepat putih itu tadi bisa dirubah menjadi cahaya- cahaya lain yang berwarna warni. Kita mengenal warna- warna dari kecil. Dalam ilmu pewarnaan, kita mengenal ada warna gelap dan warna yang terang. Warna- warna gelap menyerupai hitam, biru renta (navy), coklat tua, hijau tua, dan lainnya yang biasanya serba tua. Sementara warna terang ialah warna- warna yang cerah menyerupai kuning, hijau muda, biru laut, pink dan lainnya.
Radiasi Benda Hitam
Setiap benda niscaya mempunyai warna. Hal tersebut bisa dengan terperinci ditangkap oleh mata insan yang normal. Warna- warna pada benda ternyata mempunyai kemampuan untuk memancarkan radiasi. Salah satu warna benda yang sanggup memancarkan radiasi ialah benda berwarna hitam. Benda berwarna hitam memang mempunyai kemampuan lebih dalam menyerap cahaya. Itulah sebabnya ketika kita menggunakan kaos atau baju berwarna hitam di bawah terik matahari, maka terasa lebih panas daripada ketika kita menggunakan baju berwarna terang menyerupai putih dan lainnya. Selain itu, ketika kita menjemur pakaian, maka pakaian kita yang berwarna hitam akan lebih cepat kering daripada pakaian kita yang berwarna cerah atau putih. Lalu, apakah bergotong-royong yang dimaksud dengan radiasi benda hitam? Kita akan membahasnya di artikel ini berserta hal- hal yang berkaitan dengannya.
Pengertian Radiasi Benda Hitam
Sebelum kita membahas mengenai pengertian dari radiasi benda hitam, sebaiknya kita membahas terlebih dahulu mengenai apa itu benda hitam yang dimaksud kali ini, apakah benda yang berwarna hitam atau yang lainnya. Benda hitam yang dimaksud disini ialah benda yang buram dan tidak memantulkan cahaya. Tidak memantulkan cahaya, artinya bisa jadi benda ini justru akan menyerap cahaya. Nah, yang dimaksud dengan radiasi benda hitam ialah sebuah 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 tersebut. Istilah yang lebih gampang kita pahami, radiasi benda hitam ini ialah ketika benda tersebut menyerap dan menahan cahaya kemudian memancarkan radiasi ke sekitarnya sehingga kita bisa merasakannya melalui suhu ataupun perubahan ke warna- warna tertentu.
Mengapa bisa ada radiasi benda hitam bisa terjadi? Benda hitam yang ideal digambarkan sebagai sebuag rongga hitam yang mempunyai lubang- lubang kecil, ketika suatu cahaya memasuki rongga melalui lubang tersebut maka berkas cahaya akan dipantulkan berkali- kali di dalam rongga tersebut dan tidak sanggup keluar kembali ke lubang. Dinding- dinding benda yang berwarna hitam akan menyerap cahaya, benda hitam ini akna menyerap cahaya yang suhunya lebih rendah daripada suhu di sekitarnya dan memancarkan cahaya yang suhunya lebih tinggi dari pada suhu di sekitarnya.
Sifat- sifat Radiasi Benda Hitam
Radiasi yang muncul dari benda hitam mungkin berbeda dengan radiasi cahaya. Radiasi benda hitam lebih terasa kita rasakan, bukan kita lihat. Radiasi benda hitam mempunyai sifat tertentu. Sifat- sifat dari radiasi benda hitam ini berasal dari sifat benda hitam itu sendiri. Sifat dari radiasi benda hitam bergotong-royong ialah sifat dari spektrum cahaya benda hitam yang sifatnya ideal. Beberapa sifat dari spektrum cahaya benda hitam yang ideal antara lain adalah:
- Benda hitam yang lebih panas akan memancarakan yang lebih banyak yang memenuhi seluruh panjang gelombang. Hal ini berarti apabila kita membandingkan dua benda hitam tanpa melihat panjang gelombangnya, benda hitam yang lebih panas kan mengeluarkan lebih banyak cahaya daripada benda hitam yang lebih dingin.
- Spektrum benda hitam bersifat tetap dan mempunyai puncak pada panjang gelombang tertentu. Puncak kurva benda hitam pada sebuah spektrum bergerak ke panjang gelombang yang lebih pendek untuk benda yang lebih panas. Benda hitam yang lebih panas, panjang gelombangnya akan lebih biru daripada pancaran puncaknya. Contoh insiden ialah matahari yang suhu rata- ratanya ialah 5.800 Kelvin. Benda hitam yang mempunyai suhu yang sama dengan matahari tersebut mempunyai puncak rata- rata 500 nanometer dan mempunyai panjang gelombang yang berwarna kuning. Lalu benda hitam lainnya yang mempunyai suhu yang besarnya dua kali lipat dari suhu matahari akan mempunyai puncak spektrum sekitar 250 nanometer yang mana merupakan pecahan dari sinat Ultraviolet dari spektrum.
Nah itulah beberapa sifat dari spektrum cahaya dari benda hitam yang ideal. Sifat dari radiasi benda hitam itu sendiri. Radiasi benda hitam ialah apa yang dipancarkan dari benda hitam itu sehingga terasa di sekitarnya. Selanjutnya ialah mengenai hukum- aturan mengenai radiasi dari benda hitam.
Hukum- aturan Mengenai Radiasi Benda Hitam
Para ilmuwan sebagai seseorang yang sangat berperan dalam ilmu penetahuan, tentu sudah meneliti hal ini lebih dulu, maksudnya perihal radiasi benda hitam. Dengan pedoman para ilmuwan serta penelitian tentangnya, melahirkan banyak sekali aturan mengenai radiasi benda hitam. Adapun beberapa aturan yang membahas dan berkaitan dengan hal ini antara lain sebagai berikut:
- Hukum Planck perihal Radiasi Benda Hitam
Hukum Planck menjelaskan perihal rapat spektrum radiasi elektromagnetik yang dilepaskan oleh benda hitam dalam kesetimbangan termal dan pada temperatur tertentu. Hukum ini diusulkan oleh Max Planck pada tahun 1990. Hukum ini mempunyai rumus matematis sebagai berikut:
Keterangan:
| I(v,T) | = Daya atau energi per satuan waktu yang diradiasikan per satuan area permukaan yang melepas pada arah normal per satuan solid angle per satuan frekuensi oleh benda hitam pada temperatur T. Hal ini juga dikenal dengan sebutan radiansi spektral. |
| h | = Konstanta Planck |
| c | = Kecepatan cahaya dalam ruang hampa |
| k | = Konstanta Boltzmann |
| v | = Frekuensi radiasi elektromagnetik |
| T | = Temperatur diktatorial benda |
Itulah rumus matematis dari aturan Planch perihal radiasi benda hitam beserta keterangan- keterangannya. Selain aturan Planch, masih ada aturan lain yang juga membahas perihal radiasi benda hitam.
- Hukum Perpindahan Wien
Hukum selanjutnya yang menjelaskan perihal radiasi benda hitam ialah aturan perpindahan Wien.hukum perpindahan Wien menjelaskan perihal bagaimana spektrum radiasi benda- benda hitam pada suhu berapapun berkolerasi dengan spektrum pada suhu yang lainnya. Jadi, apabila kita mengetahui bentuk spektrum pada suatu suhu, maka bentuk spektrum pada suhu yang lainnya sanggup kita hitung juga. Intensitas dari spektrum sanggup dinyatakan sebagai fungsi panjang gelombang atau[un fungsi frekuensi. Sebuah akhir dari aturan perpindahan Wien ialah panjang gelombang ketika instensitas per satuan panjang gelombang dari radiasi yang dihasilkan benda hitam ketika maksimum. Secara fungsi, kita bisa melihatnya sebagai berikut:
Simbol “b” dikenal dengan konstanta perpindahan Wien yang mana nilainya sama dengan 2,8977729(17) x 10 pangkat -3 Km.
2. Hukum Stefan- Boltzmann
Hukum yang ketiga yang berkaitan dengan hal ini ialah Hukum Stefan- Boltzmann. Hukum ini menyatakan bahwa daya yang dilepas per satuan luas dari permukaan benda hitam berbanding lurus dengan pangkat empat suhu absolutnya.
Dalam fungsi tersebut, j* merupakan total daya yang diradiasikan per satuan luas, T ialah temperatur diktatorial dan σ = 5, 67 x 10 pangkat -8 W m pangkat -2 K pangkat -4 merupakan konstanta Boltzmann. Hal ini didapatkan dengan mengintegralkan I(v,T) terhadap frekuensi dan solid angle:
Faktor Muncul lantaran kita menganggap radiasi pada arah normal ke permukaan:
I(v,T) independen terhadap sudut dan melewati integral solid angle, kemudian masukkan rumus I(v,T)dan menghasilkan fungsi sebagai berikut:
Dengan x = hv/kT tanpa satuan. Integral terhadap x mempunyai nilai π pangkat 4/ 15 , sehingga menghasilkan:
Nah, itulah beberapa aturan yang berkaitan dengan radiasi benda hitam dan juga fungsi- fungsinya secara maktematis. Dengan adanya aturan serta perhitungan secara matematis tersebut, membuktian bahwa para ilmuwan telah banyak yang memikirkan perihal hal ini sebelumnya. Lalu, apakah bergotong-royong kasus radiasi benda hitam ini sanggup kita temukan dalam kehidupan sehari- hari? Jika iya, apa sajakan pola dari radiasi benda hitam yang sering kita temukan? Untuk contohnya, marilah kita simak klarifikasi si bawah ini.
Contoh Peristiwa Radiasi Benda Hitam
Radiasi benda hitam ialah suatu insiden yang terjadi secara alami. Penjelasan- klarifikasi di atas cukup mewakili klarifikasi perihal radiasi benda hitam. Apabila hanya mempelajari teorinya saja, mungkin kita belum terlalu paham mengenai radiasi benda hitam ini. Namun ketika teori tersebut telah diaplikasikan ke dalam suatu insiden nyata, mungkin kita akan lebih gampang untuk memahaminya. Sebenarnya dalam kehidupan sehari- haripun kita telah bertemu dengan radiasi benda hitam ini, hanya saja kita belum terlalu memahaminya. Lalu apa sajakah aplikasi dari radiasi benda hitam ini dalam kehidupan sehari- hari? Mari kita simak berikut ini:
- Gejala Pemanasan Global atau Efek Rumah Kaca
Efek rumah beling merupakan salah satu penyebab dari pemanasan global. Efek rumah beling menimbulkan peningkatan suhu bumi rata- rata antara 1° hingga 5° Celcius. Contoh sederhana untuk menyatakan kasus ini ialah ketika kita memarkir kendaraan beroda empat di tempat parkir yang tidak ada atapnya pada siang hari. Dan ketika kita kembali pada sore hari dan ingin masuk mobil, biasanya suhu di dalam kendaraan beroda empat lebih panas daripada suhu di luar mobil. Hal ini lantaran energi panas sebagian besar telah diserap oleh kursi, dashboard, dan juga karpet mobil. Pada dikala benda- benda tersebut melepaskan energi panas, maka tidak semuanya sanggup keluar melalui jendela namun sebagian ada yang dipantulkan kembali. Hal yang menyebabkannya ialah perbedaan panjang gelombang sinar matahariyang memasuki kendaraan beroda empat dan energi panas yang dilepaskan kembali oleh benda- benda tersebut, sehingga jumlah energi yang masuk lebih banyak dibandingkan energi yang sanggup keluar. Hal ini berakibat pada kenaikan yang sedikit demi sedikit pada suhu di dalam kendaraan beroda empat tersebut. Nah menyerupai itulah analogi imbas rumah kaca. Maka seandainya Bumi tidak ditutupi oleh atmosfer maka energi dari sinar matahari yang bisa hingga ke Bumi bisa mencapai 800° Celcius, terutama di kawasan khatulistiwa.
- Penggunaan pakaian
Aplikasi dari radiasi benda hitam lainnya ialah ketika kita menggunakan baju atau penjemuran baju. Pada siang hari, ketika matahari terik kita akan lebih merasa panas apabila kita menggunakan baju yang berwarna hitam daripada baju berwarna cerah. Hal ini lantaran warna gelap merupakan penyerap panas yang sangat baik dan juga pemancar kalor yang sangat baik pula daripada warna- warna cerah. Selain warna- warna yang cerah, permukaan yang mengkilap juga merupakan penyerap dan pemancar kalor yang buruk. Pada dikala kita menjemur pakaian pun maka baju yang berwarna gelap atau hitam akan lebih cepat kering daripada baju yang berwarna putih atau cerah.
- Penggunaan termos
Termos juga merupakan salah satu aplikasi atau penerapan dari radiasi benda gelap. Prinsip kerja termos ialah lapisan perak yang mengkilap mencegah perpindahan kalor secara radiasi. Lapisan perak tersebut memantulkan radiasi kembali ke dalam termos. Dinding gelas ialah konduktor yang buruk sehingga tidak sanggup memindahkan kalor. Ruang vakum di antara dua dinding akan mencegah perpindahn kalor, baik secara konveksi maupun konduksi. Sumbat pada termos dibentuk dengan materi isolator. Hal ini bertujuan untuk mencegah semoga tidak terjadi konveksi dengan udara yang ada di luar.
- Panel surya
Aplikasi dari radiasi benda hitam lainnya ada pada alat panel surya yang menyerap energi panas untuk diubah menjadi energi listrik. Panel surya terdiri dari wadah- wadah yang terbuat dari logam berongga yang kemudian di cat hitam dengan panelnya yang terbuat dari materi kaca. Kalor radiasi dari matahari diserap oleh permukaan hitam dan dihantarkan secara konduksi melalui logam. Bagian dalam dari panel ini tetap hangat lantaran dijaga oleh imbas rumah kaca, kemudian sirkulasi air melalui wadah logam akan membawa kalor menjauh untuk dimanfaatkan pada sistem pemanas air domestik dan juga untuk memanasi bak renang.
Itulah beberapa pola dari aplikasi atau penerapan kasus radiasi benda hitam dalam kehidupan sehari- hari. Contoh- pola sederhana tersebut ternyata ialah salah satu penerapan dari aturan fisika. Selain yang telah disebutkan, masih banyak juga pola lainnya. Semoga artikel ini bermanfaat untuk kita semua.
Sumber aciknadzirah.blogspot.com