makalah revisi kd 3.1

5/12/2018 Makalah Revisi KD 3.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-revisi-kd-31 1/19

1

Standar Kompetensi : 3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan

batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma

fisika modern.

Kompetensi Dasar : 3.1. Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang mencakup

hakikat dan sifat-sifat radiasi benda hitam serta penerapannya

Indikator

1. Mengilustrasikan radiasi benda hitam.

2. Menyebutkan gejala-gejala kuantum.

3. Menjelaskan percobaan wien tentang spectrum radiasi benda hitam.

4.

Membuat grafik spektrum radiasi benda hitam dari data yang ada.5. Menganalisis grafik spektrum radiasi benda hitam dari hasil percobaan Wien.

6. Menyebutkan hukum pergeseran Wien.

7. Menjelaskan teori Releigh-Jeans.

8. Menyebutkan hipotesis Planck.

9. Menjelaskan teori Planck tentang kuantisasi energi.

10. Membandingkan cara berpikir antara Planck dengan Stefan-Boltzmann dalam

memformulasikan energi.

11. Membandingkan cara pandang antara Planck dengan Releigh-Jeans tentang energi

gelombang elektromagnetik.

12. Menjelaskan efek fotolistrik sebagai gejala kuantum.

13. Menganalisis faktor yang mempengaruhi besarnya energi kinetik elektron foto.

14. Mendefinisikan frekuensi ambang.

15. Mendefinisikan stopping voltage.

16. Mendefinisikan fungsi kerja/energy ambang elektron pada sebuah bahan.

17. Memformulasikan persamaan energy kinetik electron foto.

18. Menjelaskan efek Compton sebagai gejala kuantum.

19. Memformulasikan perubahan panjang gelombang foton pada efek Compton.

20. Menjelaskan penerapan teori Wien dalam pengukuran suhu bintang.

21. Menjelaskan efek Compton pada efek rumah kaca yang terjadi di bumi.

22. Menjelaskan konsep benda hitam pada efek rumah kaca yang terjadi di bumi.



2

Materi Prasyarat : 1. Termodinamika

2. Gelombang Elektromagnetik

3. Hukum kekekalan momentum

4. Hukum kekekalan energi

5. Teori kinetik gas

Materi Esensial : 1. Spektrum Radiasi Benda Hitam Wien

2. Hukum Pergeseran Wien

3. Radiasi termal

4. Radiasi benda hitam

5. Teori Rayleigh-Jeans

6. Teori Planck

7. Efek fotolistrik

8. Frekuensi ambang

9. Stopping voltage

10. Fungsi kerja/energy ambang

11. Efek Compton

Peta Konsep

Frekuensi

ambang

Fungsi

kerja/energi

ambang

Kuantisasi energy

Hukum

pergeseran

Wien

Teori

Releigh-

Jeans

Ef ek Compton Ef ek f otolistrik Spektrum radiasi

benda hitam Wien

GEJALA KUANTUM

Teori

Planck

Teori Wien

Frekuensi

f oton

Energy

f oton

Dijelaskan dengan

tentang

tentang

Akan terjadi jika

Lebih dari Lebih dari

Electron f oto

Terdiri dari



3

Bagan materi

Gejala

kuantum

Ef ek

Compton

Fungsi kerja/energi ambang

Stopping voltage

Frekuensi ambang

Ef ek

f otolistrik

Teori Planck

Teori Releigh-Jeans

Benda hitam

Spectrum

radiasi benda

hitam Wien

Penerapan

Perubahan panjang

gelombang

Energy kinetic electron f oto

Hukum pergeseran Wien

Radiasi benda hitam



4

No. MateriAspek-aspek

Contoh PenerapanKognitif Afektif Psikomotor

1.Spektrum Radiasi

Benda Hitam¥ - - -

4.Hukum pergeseran

Wien¥ - -

Pengukuran suhu

bintang

5. Teori Rayleigh-Jeans ¥ - - -

6. Teori Planck ¥ - - -

7. Efek fotolistrik ¥ - - Panel surya

8. Efek Compton ¥ - - Efek rumah kaca

Materi

Selama bertahun-tahun, para fisikawan mencoba untuk menjelaskan tentang

fenomena-fenomena fisika yang terjadi menggunakan teori-teori fisika klasik. Namun,

ada beberapa fenomena yang tidak bisa dijelaskan dengan teori klasik. Sejak itulah,

mulai muncul pemikiran-pemikiran baru yang menjadi awal mula lahirnya fisika

kuantum. Fenomena-fenomena tersebut menunjukkan adanya gejala kuantum. Gejala

kuantum ini diantaranya spectrum radiasi benda hitam yang didapat dari percobaan

yang dilakukan oleh Wien, efek fotolistrik, dan efek Compton.

A. Spektrum Radiasi Benda Hitam

Apa yang dimaksud dengan benda hitam?

Dalam fisika, sebuah benda yang menyerap seluruh energi dan tidak

memantulkannya serta dapat meradiasikan seluruh energinya disebut dengan benda hitam.

Meskipun Setiap benda dapat memancarkan radiasi termal ke lingkungannya dan

menyerap radiasi termal dari lingkungannya selama suhu benda dan lingkungannya

berbeda sampai tercapai kesetimbangan termal, kemampuan menyerap atau memancarkan

energi untuk setiap bahan berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi oleh emisivitas (e) bahan

tersebut yang besarnya 0 < e < 1. Suatu bahan atau benda yang dapat menyerap dan

memancarkan radiasi energi dengan sangat baik (emisivitasnya 1) disebut juga dengan

benda hitam atau black body.

Benda hitam dapat dimodelkan dengan gambar sebagai berikut:



5

Gambar 1. Pemodelan benda hitam

Untuk membuktikan bahwa energi dalam rongga, seperti pada pemodelan benda

hitam di atas, akan terus diserap seluruhnya, dapat dilakukan pembuktian yang dapat

dilakukan secara pribadi di rumah. Dengan cara sebagai berikut:

1. Gambar kotak berongga, beri lubang sangat kecil dibandingkan sisinya di salah

satu sisi.

2. Gambarkan energi yang masuk dalam bentuk garis lurus yang melalui lubang

kecil hingga menyentuh dinding dalam. Saat garis menyentuh dinding, artinya

ada energi yang diserap dan ada yang dipantulkan kembali.

3. Gambarkan energi yang dipantulkan dengan menggunakan hukum Snellius

sehingga sudut datang energi dan sudut pantulnya sama.

4. Lanjutkan gambar garis pantul hingga menyentuh dinding lainnya dam ulangi

terus menerus langkah 3 dan 4.5. Kapan garis akan keluar kembali dari kotak melalui lubang yang sama?

Sebelum garis (energi) berhasil keluar kembali, energi telah habis terserap di

dalam rongga kotak karena terjadinya peristiwa penyerapan dan pemantulan

berulang yang sangat banyak.

Ketika radiasi kalor masuk ke dalam sebuah benda berongga melalui lubang

sangat kecil pada permukaannya, maka energi radiasi tersebut akan diserap sebagian oleh

dinding dalam benda dan sebagian lagi akan dipantulkan. Energi yang dipantulkan

tersebut akan mengenai kembali dinding bagian dalam benda di sisi lainnya, dan

kemudian sebagian energi diserap kembali oleh dinding dalam tersebut dan sebagian lagi

akan dipantulkan. Peristiwa penyerapan dan pemantulan tersebut terus-menerus terjadi

hingga seluruh energi radiasi terserap oleh benda tersebut.



6

Pernahkah anda melihat proses pembuatan golok atau pedang? Pada proses

pembuatan golok atau pedang, besi yang merupakan bahan bakunya dipanaskan terlebih

dahulu sebelum ditempa. Saat dipanaskan dengan suhu yang sangat besar, batang besi

tersebut berpijar dan tampak kemerahan. Jika besi tersebut terus menerus dipanaskan

maka pijarannya akan berubah menjadi kebiruan. Mengapa demikian?

Hal ini dikarenakan saat dipanaskan maka suhu batang besi ini akan meningkat,

sehingga besi memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pancaran

inilah yang disebut dengan radiasi termal. Radiasi termal adalah radiasi yang dipancarkan

oleh suatu benda yang disebabkan oleh temperaturnya.

Dalam pemodelan benda hitam, benda hitam dapat memancarkan kembali seluruh

energi yang telah diserapnya secara radiasi, jika dianggap tidak ada lubang lain selain

lubang yang sangat kecil tersebut. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan oleh Stefan-

Boltzmann, besarnya energi yang dipancarkan per satuan luas per satuan waktu, atau yang

lebih dikenal dengan intensitas, sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya dan

juga bergantung pada emisivitas masing-masing benda. Secara matematis dinyatakan

sebagai berikut:

Keterangan:

I = intensitas radiasi termal ( )

e = emisivitas bahan (0 < e < 1)

W = konstanta Stefan-Boltzmann ( )

T = suhu (K)

Karena energi diradiasikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik, dan

gelombang elektromagnetik itu memiliki spektrum, jadi radiasi benda hitam juga

memiliki spektrum, yang disebut spektrum radiasi benda hitam.

Spektrum radiasi benda hitam didapat secara empirik melalui percobaan

Wien. Wien melakukan percobaan dengan memanaskan benda hitam dengan suhu

tertentu. Ternyata didapatkan data intensitas dan panjang gelombang tertentu,

yang apabila diplotkan akan memghasilkan grafik spektrum radiasi benda hitam.

Ketika suhunya dinaikan, ternyata grafik yang didapatkan berbeda dengan grafik



7

yang sebelumnya. Perbedaan terlihat pada data intensitas maksimum yang bergeser

ke panjang gelombang yang lebih kecil. Berikut ini contoh data hasil percobaan

Wien:

T = 3000 K

Panjang gelombang Intensitas

0 0

0,5 0

1 0,57

1,225 0,71

3 0,07

T = 4000 K


0 0

0,2 0

0,875 2

1,5 1,143 0,29

T = 5000 K


0 0

0,1 00,725 4,4

1,1 3

3 0,57

I

n

t e n s i t y

( M W / m 2 / Q m )

10

I

n t e n s i t y ( M

W / m 2 / Q m )

10



8

T = 6000 K


0 0

0,1 0,14

0,575 9,86

1 5,14

3 1

Jika keempat grafik digambar dalam satu bidang kartesian, maka akan terlihat

seperti gambar berikut ini:

Gambar 2. Grafik Intensitas Radiasi Terhadap Panjang Gelombang

Dari masing-masing grafik di atas, terlihat bahwa spektrum radiasi benda hitam

merupakan spektrum yang kontinu. Pada suhu tertentu, spektrum dengan panjang

gelombang yang tinggi memiliki intensitas yang rendah. Seiring dengan penurunan

panjang gelombang, intensitas akan bertambah sampai batas tertentu (maksimum)

akan turun lagi. Intensitas maksimum ini dicapai pada nilai panjang gelombang

tertentu, yang sering disebut dengan panjang gelombang maksimum (P). Wien

menyadari bahwa grafik hubungan antara intensitas (rapat energi) terhadap

I

n t e n s i t y

( M W / m

2 / Q m )

10



9

panjang gelombang ini, menunjukkan adanya hubungan antara energi dari radiasi

benda hitam dengan panjang gelombang (begitupun dengan frekuensi).

Dari keempat grafik juga terlihat bahwa setiap kenaikan suhu, nilai P

juga bergeser ke arah kiri yaitu ke arah panjang gelombang yang lebih pendek. Hal

ini menunjukkan adanya hubungan antara suhu suatu benda hitam sempurna

dengan panjang gelombang untuk harga maksimum. Hubungan tersebut

dinyatakan oleh Wien dalam sebuah persamaan, yaitu sebagai berikut:

Teori Rayleigh dan Jeans

Pada tahun 1890, muncul pertanyaan bagaimana menjelaskan spektrum radiasi

benda hitam. Lord Rayleigh dan Sir James Hopward Jeans mencoba merumuskan

penjelasan secara teoritis tentang spektrum radiasi benda hitam dengan menggunakan

teori fisika klasik seperti teori kinetik gas.

Menurut fisika klasik, ³teori ekipartisi menyatakan bahwa energi total gas dalam

suatu ruangan tertutup dibagi secara merata ke setiap molekul yang terdapat di dalam

ruangan. Jika energi total sistem adalah E dan banyaknya molekul yang berada dalam

ruangan adalah N, energi rata-rata yang dimiliki oleh setiap molekul adalah E/ N. Energi

ini terkandung dalam bentuk energi kinetik setiap molekul. Akan tetapi, tidak berarti

setiap molekul memiliki energi yang sama, yaitu E/ N. Nilai tersebut merupakan nilai rata-

rata.´ (Indrajit, 2007)

Gambar 3. Sebaran jumlah partikel yang memiliki kecepatan v

P

v

n(v)



10

Gambar di atas memperlihatkan sebaran kecepatan yang dimiliki molekul gas.

Sebaran energi kinetik diwakili oleh sebaran kecepatan karena energi kinetik dapat

dinyatakan dengan kecepatan. Rayleigh dan Jeans melihat bahwa kurva tersebut mirip

dengan kurva intensitas terhadap spektrum radiasi benda hitam. Oleh karena itu, Rayleigh

dan Jeans membuat persamaan berdasarkan teori ekipartisi energi.

Dengan k adalah konstanta Boltzmann.

Teori Max Planck

Kedua teori yang telah diajukan sebelumnya, masih menggunakan prinsip-prinsip

fisika klasik. Teori-teori tersebut juga belum mampu menjelaskan secara sempurna hasil

eksperimen tentang spektrum radiasi benda hitam dari segi teoritis. Hukum pergeseran

Wien tidak berlaku pada wilayah panjang gelombang yang panjang. Sedangkan teori

Rayleigh-Jeans tidak berlaku untuk panjang gelombang yang pendek.

Berdasarkan teori Rayleigh-Jeans, pada panjang gelombang yang sangat pendek

atau mendekati nol, ternyata didapatkan nilai intensitas yang tak terhingga. Hal tersebut

bertentangan dengan hasil eksperimen yang tergambar pada kurva dalam gambar 2.

Karena penyimpangan terjadi pada frekuensi tinggi, yaitu pada daerah ultraviolet, maka penyimpangan ini disebut juga dengan bencana ultraviolet atau UV-Catastrophy.

Penyimpangan yang terjadi pada kedua teori tersebut dapat dilihat pada gambaar berikut:

Gambar 3. Kesalahan Teori Klasik dalam menjelaskan spektrum radiasi benda hitam

Teori wien

Teori Rayleigh-Jeans

Teori Planck

Panjang gelombang

i n t e n s i t a s



11

Untuk memperbaiki penyimpangan yang terjadi pada teori sebelumnya, seorang

fisikawan yang bernama Max Planck mengajukan sebuah gagasan yang revolusioner,

yaitu tentang kuantisasi energi. Menurutnya, energi radiasi yang dipancarkan atau diserap

oleh benda hitam merupakan paket-paket atau kuanta yang disebut foton. Jadi, besarnya

energi radiasi ini terkuantisasi. Besarnya energi tersebut adalah kelipatan dari hf yaitu:

E = nhf

Dimana n = 1,2,3,4,«, dan h adalah konstanta Planck yang besarnya Js.

Teori yang dikemukakan Planck tersebut dapat menjelaskan tentang Hukum

Stefan-Boltzmann, Hukum pergeseran Wien, dan teori Rayleigh-Jeans. Gagasan ini juga

yang menjadi awal mula fisika kuantum.

B. Efek Fotolistrik

Pemikiran Max Planck yang telah mengemukakan bahwa energi yang diraidasikan

oleh sebuah benda hitam dalam bentuk gelombang elektromagnetik itu tidaklah kontinu

tetapi terkuantisasi yaitu dalam bentuk paket-paket energi diskrit yang disebut foton, ini

menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik ini juga dapat bersifat sebagai partikel.

Pernyataan ini juga diperkuat oleh gejala yang disebut efek fotolistrik. Efek fotolistrik

yaitu peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan sebuah logam saat disinari cahaya

(termasuk gelombang elektromagnetik) dengan frekuensi tertentu. Efek fotolistrik ini

dikemukakan oleh Albert Einstein.

Percobaan efek fotolistrik ini dilakukan dengan sebuah tabung kaca hampa udara

yang berisi plat logam 1 dan 2. Plat 2 dihubungkan ke kutub negatif baterai (sebagai

katode) dan plat 1 dihubungkan ke kutub positif baterai (sebagai anode), serta dipasang

amperemeter pada rangkaian tersebut. Ketika tabung ditempatkan dalam ruang gelap

(tidak ada cahaya), jarum amperemeter A tidak menyimpang (menunjukan nol) meskipun

telah diberi tegangan yang besar. Ini berarti tidak ada arus yang mengalir. Ketika seberkas

cahaya dengan panjang gelombang tertentu disinarkan pada pelat 2 maka arus listrik

dideteksi oleh amperemeter A (jarum galvanomatar menyimpang). Ini menunjukan

adanya elektron-elektron yang keluar dari pelat logam negatif 2 menuju pelat positif 1.

Loncatnya elektron ini dikarenakan elektron-elektron pada plat logam ini mendapatkan

energi yang cukup dari foton-foton. Elektron yang terlepas dari logam saat disinari

cahaya disebut juga dengan elektron foto.



12

Berdasarkan eksperimen tersebut yang dilakukan dengan mengubah-ubah

intensitas dan frekuensi cahaya yang mengenai logam, diperoleh hasil bahwa:

1. Saat intensitas di ubah-ubah sedangkan frekuensi tetap, ternyata hanya mengakibatkan

bertambahnya elektron foto, dan tidak mempengaruhi energi kinetiknya.

2. Energi kinetik elektron berbanding lurus dengan frekuensi cahaya yang mengenai plat

logam.

3. Efek fotolistrik hanya terjadi pada saat cahaya yang diberikan memiliki frekuensi

tertentu, yaitu frekuensi yang lebih besar dari frekuensi ambang logam (bahan).

Frekuensi ambang adalah frekuensi minimum yang dapat menyebabkan terjadinya

efek fotolistrik.

4. Kuat arus sebanding dengan intensitas cahaya yang digunakan.

Hal tersebut bertentangan dengan anggapan pada teori klasik, yang menyatakan bahwa jika intensitas diperbesar maka energinya pun semakin besar. Sedangkan pada

kenyataannya, sebesar apapun intensitas cahaya yang diberikan, tidak akan mengubah

besarnya energi. Dan berapapun intensitas yang diberikan, asalkan frekuensinya lebih

besar dari frekuensi ambang, pasti akan terjadi efek fotolistrik.

Gambar 4. Efek Fotolistrik

Jika percobaan dilakukan dengan mengubah-ubah beda potensialnya sedangkan

frekuensi dibuat tetap, maka didapatkan hasil sebagai berikut:

1. Pada saat V diperbesar dengan arah arus sama dengan arah gerak elektron foto,

maka arus yang terukur oleh amperemeter semakin kecil. Hal ini dikarenakan

ada medan listrik yang timbul pada kedua plat, sehingga electron-elektron foto

mendapat gaya Coloumb dari medaan tersebut, dan hanya beberapa electron

foto yang energinya lebih tinggi dari energy potensial saja yang dapat sampai ke

plat 2.



13

2. Ketika beda potensial diperbesar pada nilai tertentu yaitu saat V = , dengan

disebut juga stopping voltage, tidak ada elektron foto, yang artinya tidak ada

elektron yang terlepas atau sampai ke plat 1. Ini terjadi karena tidak ada elektron yang

energi kinetiknya dapat melawan energi potensial listrik yang diberikan yaitu .

Dapat dikatakan bahwa energi kinetik rata-rata elektron:

Sedangkan untuk energi elektron foto diperoleh dari energi cahaya yang

menyebabkannya (E = hf). Ketika cahaya mengenai plat logam, energi cahaya ini terlebih

dahulu digunakan elektron foto untuk melepaskan diri dari plat logam, dan sisanya

digunakan untuk bergerak dari plat logam 2 ke plat logam 1 (). Energi cahaya yangdigunakan untuk melepaskan diri disebut dengan energi ambang atau fungsi kerja (W)

yang besarnya:

Jadi besarnya energi kinetik elektron foto adalah:

C. Efek Compton

Pada penjelasan efek fotolistrik sebelumnya, cahaya dapat dipandang sebagai

paket-paket energi (foton). Paket-paket energi cahaya tersebut tidak berbentuk sebagaigelombang, tapi lebih mendekati bentuk partikel. Pandangan bahwa cahaya dapat bersifat

sebagai partikel diperkuat oleh gejala efek Compton.

Hal ini diamati oleh Arthur Holly Compton dalam sebuah percobaan. Ketika

seberkas sinar X ditembakkan ke sebuah elektron bebas yang diam, sinar X akan

mengalami perubahan panjang gelombang dimana panjang gelombang sinar X



14

bertambah, atau dengan kata lain frekuensinya berkurang. Gejala tersebut dikenal dengan

Efek Compton.

Gambar 5. Peristiwa Hamburan Compton

Gambar tersebut menunjukkan ketika sinar X yang berlaku sebagai foton

menumbuk elektron, terjadi perubahan panjang gelombang. Ketika terjadi tumbukan,

akan ada energi yang berpindah dari foton kepada elektron sehingga elektron dapat

bergerak. Dalam teori kuantum, perubahan energi tersebut berhubungan dengan

perubahan panjang gelombang atau frekuensi.

Dalam gambar tersebut, foton dan elektron akan terhambur masing-masing

dengan sudut U dan J terhadap arah gerak foton sebelum tumbukan. Hamburan yang

dialami sinar X tersebut disebut hamburan Compton dengan ciri khas terjadinya perubahan menjadi dengan nilai yang lebih besar.

Pada keadaan awal, foton memiliki energi:

dan momentumnya adalah:

Untuk mengetahui perubahan energi atau panjang gelombang foton setelah

hamburan, digunakan analisis hukum kekekalan momentum dan hukum

kekekalan energi.

Berdasarkan hukum kekekalan energi:



15

Dengan ialah energi foton datang, adalah energi elektron diam,

adalah energi foton terhambur, dan adalah energi total elektron relativistik

setelah tumbukan.Dan berdasarkan hukum kekekalan momentum:

Untuk sumbu x:

J

Untuk sumbu y:

J

Dengan

adalah momentum foton datang,

adalah momentun foton

hamburan, dan adalah momentum elektron setelah tumbukan, adalah sudut

hamburan foton ,dan J adalah sudut hamburan elektron.

J

J

Dikuadratkan kemudian dijumlahkan:

J

J

+

J J

Dengan menggunakan hubungan relativistik antara energi dan momentum,

maka energi total relativistiknya adalah:

Dengan mensubstitusikan nilai

dan , maka diperoleh:



16

Keberhasilan dalam menunjukkan bahwa energi cahaya dalam bentuk foton

memiliki momentum dan dapat berlaku sebagai partikel membuat cahaya tidak

lagi hanya dipandang sebagai gelombang saja, sebagaimana hasil pengamatan

sebelumnya dalam periode fisika klasik yang menunjukkan bahwa cahaya

mengalami polarisasi, difraksi, refleksi, dan gejala-gejala lain yang menunjukkan

sifat cahaya sebagai gelombang. Sehingga dikenal istilah dualisme partikel-

gelombang.

D. Penerapan

1. Pengukuran Suhu Bintang

Matahari merupakan bintang yang paling dekat dengan bumi. Bintang-bintang

memancarkan energi yang berasal dari reaksi fusi. Energi yang dihasilkan melalui

reaksi fusi tersebut dipancarkan dalam bentuk radiasi. Berdasarkan hukum Stefan-

Boltzmann, intensitas radiasi yang dipancarkan berbanding lurus dengan pangkat

empat suhunya. Ternyata, radiasi yang diukur di luar angkasa menunjukkan spektrum

radiasi bintang yang mirip dengan spektrum radiasi benda hitam, sehingga bintang

dapat dianggap sebagai benda hitam.

Sehingga, dengan mengamati panjang gelombang intensitas maksimal (P

)

dari cahaya bintang yang sampai di bumi, kita data memperkirakan suhu bintang



17

tersebut dengan menggunakan hukum pergeseran Wien. Dengan pendekatan tersebut,

kita tidak perlu mendekati bintang tertentu untuk mengukur suhunya.

2. Efek Rumah Kaca

Seperti yang kita ketahui, bumi dilindungi oleh lapisan atmosfer. Ketika

cahaya matahari masuk ke bumi dengan energi tertentu, sebagian energi sampai ke

permukaan bumi (salah satunya infrared), sebagian lagi ada yang dipantulkan ke

angkasa luar, dan sebagian kecil diserap oleh awan dan debu-debu yang ada di lapisan

atmosfer. Energi yang sampai ke permukaan bumi sebagian diserap dan sebagian lagi

dipantulkan kembali. Peristiwa penyerapan energi ini terjadi lewat peristiwa efek

Compton. Ketika cahaya matahari sampai ke permukaan bumi (salah satunya

infrared), maka foton-fotonnya akan bertumbukan dengan benda-

benda/partikel-partikel yang ada di bumi. Setelah bertumbukan, foton-foton ini

dihamburkan ke luar angkasa dengan perubahan panjang gelombang yang

menjadi lebih besar, atau dapat dikatakan bahwa energinya menjadi lebih kecil.

Hal ini menunjukkan adanya penyerapan energi saat foton-foton infrared

menumbuk partikel-partikel benda yang ada di bumi.

Sementara pada lapisan atmosfer terdapat banyak gas CO2 yang seolah

membentuk seuah lapisan, sehingga saat sebagian besar infrared dihamburkan,

tidak bisa sampai ke luar angakasa karena tidak memiliki energi yang cukup

untuk menembus lapisan tersebut. Saat foton-foton infrared ini menumbuk

lapisan gas CO2, terjadi hamburan Compton lagi. Sehingga energinya semakin

berkurang. Foton-foton yang dihamburkan akan dipantulkan kembali ke

permukaaan bumi, lalu terjadi lagi hamburan Compton. Peristiwa hamburan

Compton ini terjadi berulang-ulang hingga hampir semua energinya terserap.



18

Gambar 6. Pemanasan Global

Apabila gas seperti CO2 dan metana terkandung dalam atmosfer secara

berlebihan, mungkin saja tidak akan ada energi yang diradiasikan kembali ke angkasa

luar, dan bumi yang diselubungi atmosfer akan menjadi seperti benda hitam yang

suhunya terus mengalami peningkatan.



19

Daftar Pustaka

Indrajit, Dudi. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Bandung: PT. Setia Purna Inves.

Kamajaya. 2007. Cerdas Belajar Fisika unt uk S M A kelas XII. Bandung: Grafindo.

Krane, kenneths. 2008. Fisika M odern. Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press)

Seran Daton, Goris. 2007. Fisika unt uk S M A/ M A Kelas XII. Jakarta: Grasindo.

Sinaga, Parlindungan. 2009. Fisika M odern. Bandung.

Sutrisno. 2003. Ilmu Fisika unt uk S MU Kelas 3. Bandung: Acarya Media Utama.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika unt uk Sains dan Teknik, Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Azhari. 2011. Radiasi Thermal dan Post ulat Planck , [Online]. Tersedia:

http://freestars57.blogspot.com/2011/03/radiasi-thermal-dan-postulat-planck.html

[15 September 2011]

2011. Radiasi Benda Hitam, [Online]. Tersedia: http://basistik.blogspot.com/2011/03/radiasi-

benda-hitam.html/ [15 September 2011]

makalah revisi kd 3.1

Documents