Ppt Aplikasi Radiasi Benda Hitam

Ppt Aplikasi Radiasi Benda Hitam

• 1.
  Radiasi Benda Hitamdan Kapasitas Panas Zat Padat Presented by: Mukhsinah Setia Lianawati Fika Nurul Hidayati
• 2.
  Satuan Acara Perkuliahan Identitas Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Cakupan Materi
• 3.
  Identitas Mata Kuliah: FisikaStatistik Fak/Jur/Prodi : FKIP / P. MIPA / P. Fisika Semester : VI (lima) Dosen Pengasuh : Drs. Imron Husaini, M.Pd Tim Penyaji : 1. Mukhsinah 2. Setia Lianawati 3. Fika Nurul Hidayati
• 4.
  Standar Kompetensi Mahasiswa mampu memahami hubungan antara perilaku sistem partikel penyusun suatu zat secara mikroskopik dengan akibat yang ditimbulkannya pada skala makroskopik, serta memmiliki kemampuan dalam menelaah sifat-sifat zat tersebut.
• 5.
  Kompetensi Dasar Mahasiswa mampumenjelaskan peristiwa radiasi benda hitam Mahasiswa mapu menjelaskan kapasitas panas zat padat menurut Einstein dan Debaye
• 6.
  Cakupan Materi Pokok Bahasan Aplikasi Statistik Bose-Einstein Sub Pokok Bahasan Radiasi benda hitam Kapasitas panas zat padat menurut Einstein dan Debaye Indikator Menjelaskan peristiwa radiasi benda hitaam Menurunkan hukum Stefan-Boltzmann Menjelaskan kapasitas panas zat padat menurut Einstein dan Debaye
• 7.
  Penilaian Tes Formatif Alokasi waktu 3 x 50 menit Kegiatan Pembelajaran Pendahuluan Inti Media yang digunakan Ms. Word dan Ms. Powerpoint Alat yang digunakan LCD dan Komputer
• 8.
  Radiasi Benda Hitam Bendahitam (blackbody) adalah sebutan untuk benda yang mampu menyerap kalor radiasi (radiasi termal) dengan baik Benda hitam merupakan benda ideal yang mampu menyerap atau mengabsorbsi semua radiasi yang mengenainya, serta tidak bergantung pada frekuensi radiasi tersebut.Bisa dikatakan benda hitam merupakan penyerap dan juga pemancar yang sempurna.
• 9.
  Benda hitam dimodelkansebagai suatu rongga berisi foton dengan celah bukaan yang sangat kecil. Dengan mengabaikan bahan pembuat dinding dan panjang gelombang radiasi yang masuk radiasi yang masuk ke dalam rongga melalui lubang, radiasi tersebut akan dipantulkan berulang-ulang oleh dinding dalam rongga hingga energinya habis terserap. Selanjutnya, dipancarkan kembali sebagai radiasi gelombang elektromagnetik melalui lubang itu juga.Lubang pada rongga inilah yang merupakan contoh dari sebuah benda hitam.
• 10.
  Hukum Stefan-Boltzman Jumlah energiyang dipancarkan persatuan permukaan sebuah benda hitam dalam satuan waktu akan berbanding lurus dengan pengkat empat temperatur termodinamika nya. P= daya radiasi (Watt) A= Luas Permukaan (m2) e=koofisien emisivitas T=suhu mutlak benda (K)
• 11.
  Hukum Pergeseran Wien . Wiljhemn Wien menemukan adanya pergeseran panjang gelombang maksimum saat suhu benda hitam berubah Kenaikan suhu benda hitam menyebabkan panjang gelombang maksimum yang dipancarkan benda akan mengecil.
• 12.
  Teori Klasik RadiasiBenda Hitam . Teori klasik radiasi benda hitam, yaitu: hukum eksponensial Wien dan hukum Raileigh-Jeans. Suatu prakiraan penting terhadap bentuk fungsi universal u(f;T) dinyatakan pertama kali pada tahun 1893 oleh Wien, yang memiliki bentuk Rayleigh dan Jeans menyatakan bahwa gelombang gelombang elektromagnetik stasioner dalam rongga dapat dipertimbangkan memiliki suhu T, karena mereka secara konstan bertukar energi dengan dinding-dinding dan menyebabkan termometer dalam rongga mencapai suhu yang sama dengan dinding
• 13.
  • Lebih lajutMereka mendapatkan energi penggetar rata-rata tak bergantung pada panjang gelombang λ , dan sama dengan kT dari hukum distribusi Maxwell-Boltzmann. Akhirnya mereka memperoleh kerapatan energi per panjang gelombang , u ( ) T , λ , yang dinyatakian sebagai : • dengan k adalah tetapan Boltzmann. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum Rayleigh-Jeans.
• 14.
  Teori Planck RadiasiBenda Hitam • Fisika klasik gagal menjelaskan tentang radiasi benda hitam.Inilah dilema fisika klasik di mana Max Planck mencurahkan seluruh perhatiannya. • Anggapan baru ini sangat radikal dan bertentangan dengan fisika klasik, yaitu sebagai berikut: • 1. Radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul-molekul tidaklah kontinu tetapi dalam paket-paket energi diskret, yang disebut kuantum (sekarang disebut foton)
• 15.
  • Besar energiyang berkaitan denagn foton adalah E = hf, sehingga untuk n buahb foton maka energinya dinyatakan oleh dengan n = 1, 2, 3, …..(bilangan asli), dan f adalah frekuensi getaran molekul-molekul. Tingkat energi nya hf, 2hf, 3hf, ……sedang h disebut tetapan Planck, dengan h = 6,6 x10-34 J s
• 16.
  Berdasarkan teori kuantum di atas, Planck dapat menyatukan hukum radiasi Wien dan hukum radiasi Rayleigh- Jeans, dan menyatakan hukum radiasi benda hitamnya yang akan berlaku untuk semua panjang gelombang. Hukum radiasi Planck adalah h = 6,6 x 10-34 Js adalah tetapan Planck, c = 3,0 x 108 m/s adalah cepat rambat cahaya, k= 1,38 x 10-34 J/K adalah
• 17.
  Panas Spesifik StatistikBose-Einstein • Einstein menganggab padatan terdiri dari N atom yang masing-masing bervibrasi (berosilasi) secara bebas pada arah tiga dimensi, dengan frikuensi fE. Energi tiap osilator adalah • En = nhfE • dimana n adalah bilangan kuantum, n = 0,1,2,3,… Jika jumlah osilator tiap kasus energi adalah En dan E0 adalah jumlah osilator pada status 0, maka sesuai dengan fungsi Boltzmann • Energi rata-rata osilator adalah • sehingga panas spesifik menjadi •
• 18.
  ModeL Einstein • Dalammodel ini,atom-atom dianggap sebaga iosilator osilator bebas yang bergetar tanpa terpengaruh oleh osilator lain disekitarnya. • Sehingga kapasitas kalornya
• 19.
  model Einstein cocokpada suhu tinggi. • Pada suhu tinggi(T>>), • Maka nilai(θE/T)berharga kecil;sehingga exp(θE/T) dapat • diuraikan ke dalam deret sebagai berikut • Pada suhu rendah(T<<) nilai(θE/T)besar
• 20.
  Model Debaye • Menurutmodel Debye ini, energi total getaran atom pada kisi diberikan oleh ungkapan є(ω)adalahenergirata- rataosilatorsepertipadamodelEinstein sedangkang(ω)adalahrapatkeadaan • Apabilakitamenggambarkankonturyangberhub ungandenganω=ωD dalamruang akandiperolehsebuahbolayangdisebutbolaDeb aye,denganjejari qDyang disebut jejari Debayedan memenuhi
• 21.
  • Debye memandangpadatan sebagai kumpulan phonon karena perambatan suara dalam zat padat merupakan gejala gelombang elastis. Energi sebuah fonon adalah hf dimana f (frekuensi Debye) adalah frekuensi vibrasi elastik. Karena semua fonon identik dan karena jumlahnya dengan energi sama yaitu tidak terbatas, maka dalam keadaan setimbang suhu fonon memenuhi statistik Bose-Einstein.