Ppt.radiasi benda hitam

Download Ppt.radiasi benda hitam

Post on 08-Jul-2015

5.166 views

Category:

Documents

19 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<ul><li><p>Standar Kompetensi : 9. Menganalisis keterkaitan antara berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan menerapkan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern.Kompetensi dasar9.1 Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang mencakup hakikat dan sifat-sifat radiasi benda hitam, serta penerapannya.IdikatorMenganalisis dan menginterpretasi data empiris tentang radiasi benda hitam.Memformulasikan hipotesa PlanckMemformulasikan hukum pergeseran Wien dan hukum Stefan Boltzmann berdasarkan hipotesa PlanckMengaplikasikan sifat-sifat radiasi benda hitam untuk mengukur suhu matahari dan suhu bintang</p></li><li><p>HK. STEFAN BOLTZMANNHK. PERGESE-RAN WIENTEORI RELEIGH DAN JEANSTEORI PLANCKEKSPERIMEN R.A. MILIKANTEORI EINSTEINEFEK COMPTONPANJANG GELOMBANG DE BROGLIEPERCOBAAN DAVISSON DAN GERMER</p></li><li><p>BENDA HITAM (BLACK BODY)Kemampuan menyerap energi maksimal ( e = 1 )Kemampuan memancarkan energi maksimal ( e = 1 )</p></li><li><p>E = e . t . T4Energi yang dipancarkan atau diserap per satuan waktu per satuan luas ( J.s-1.m-2 ), dirumuskan :E = Laju perpindahan kalor atau banyak kalor per satuan waktu (J/s atau kal/s)e = emisivitas permukaan (koefisien pancara/serapan benda) = tetapan Stefan = 5,67.10-8 watt.m-2.K-4 T = suhu mutlak (K)Energi yang dipancarkan atau diserap per satuan waktu per satuan luas dapat juga dirumuskan : PE = AE = Laju perpindahan kalor atau banyak kalor per satuan waktu (watt.m-2)P = Daya pancar ( watt )A = luas permukaan benda (m2)P = E . A = e . t . T4 . ADaya pancar</p></li><li><p>CONTOHSOALSebuah benda memiliki permukaan hitam sempurna, 270 C. Berapa besarnya energi yang dipancarkan tiap satuan waktu tiap satuan luas permukaan benda itu ?DIKETAHUI : e = 1 (benda hitam sempurna)T = 27 + 273 = 300 K = 5,67.10-8 watt.m-2.K-4DITANYAKAN : E = . ?JAWAB :Penyelesaian:</p><p>E = e . t . T4 = 1 x 5,67.10-4 x (300)4 = 5,67.10-8 x 81.108 = 459,27.10-4 watt/m2 </p><p>Sebuah bola memiliki jari-jari 20 cm dipanaskan sampai suhu 500 K, sedangkan benda-benda disekitar-nya bersuhu 300 K. Berapa daya yang diperlukan untuk memperta-hankan suhu bola jika permukaan-nya memiliki emisivitas ?DIKETAHUI : e = r = 20 cm = 0,2 mT1 = 300 K ; T2 = 500 K = 5,67.10-8 watt.m-2.K-4DITANYAKAN : Daya = P = . ?JAWAB :Penyelesaian:Luas bola =A= 4p.r2 = 4x3,14x (0.2)2 A = 0,5 m2Daya pancar tiap satuan luas E = e . t . DT4 = x 5,67.10-8 x (200)4 = 1542.10-4 watt/m2 Daya yang diperlukan P = E.A= 1542.10-4 x 0,5 = 0,0771 watt</p></li><li><p>Jika suatu benda meradiasikan kalor pada temperatur tinggi (maksimum) puncak spektrum radiasi akan bergeser kearah panjang gelombang yang makin kecilPada kondisi radiasi maksimum panjang gelombangnya</p><p>lm = T.Clm = Panjang gelombang pada energi pancar maksimum (m)T = suhu dalam KC = 2,898 x 10-3 m.KHUKUM PERGESERAN WIENKelemahan dari teori ini yaitu tidak dapat digunakan untuk seluruh bagian spektrum (tidak cocok untuk panjang gelombang panjang)</p></li><li><p>RELEIGH DAN JEANS MENGOREKSI TEORI WIEN MELALUI EKSPERIMENNYA AKAN TETAPI HASIL EKSPERIMEN HANYA COCOK PADA DAERAH SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK SEDANGKAN UNTUK DAERAH PANJANG GELOMBANG PENDEK TIDAK COCOK. KEGAGALAN INI DIKENAL DENGAN BENCANA ULTRAVIOLET</p></li><li><p>E = e . t . T4P = E . A = e . t . T4 . A m . T = C </p></li><li><p>KESIMPULAN TEORI WIENBENDA YANG BERADIASI MEMANCARKAN ENERGI DALAM BENTUK GELOMBANG</p></li><li><p>Kwantum/kwanta/fotonENERGI FOTONW = h .fE = energi foton ( j )h = tetapan Planck = 6,626 x 10-34 J.sf = frekwensi (Hz)c = 3 x 10 8 m/s = panjang gelombang(m)</p></li><li><p>EkW</p></li><li><p>Efekfoto listrik terjadi apabila energi foton(W) cukup untuk membebaskan elektron dari ikatannya dengan inti atom (WO)Energi kinetik maksimum elektron (Ek) yang dibebaskan dari keping tidak bergantung pada intensitas (lamanya) penyinaran Energi kinetik maksimum elektron (Ek) berbanding lurus dengan frekwensi cahaya yang digunakan (hasil eksperimen Robert A. Milikan)Cahaya dapat memperlihatkan sifat gelombang juga dapat memperlihatkan sifat-sifat partikel (foton)EkW</p></li><li><p>Cahaya dari sinar ultra violet dengan panjang gelombang 2500 angstrum dikenakan pada permukaan logam kalium. Jika fungsi kerja logam kalium 2,21 ev, hitunglah berapa elektron volt (ev) energi kinetik dari elektron yang keluar dari permukaan logam kalium.Penyelesaian:Diketahui : c = 3.108 m/s l = 2500 angstrum = 25.10-8 m f = c/ l = 3.108/25.10-8= 1,2.1015 hz W0= 2,21 ev = 2,21.1,6.10-19 = 3,536.10-19 j h = 6,626.10-34 j.sDitanyakan : Energi kinetik elektron (Ek)</p></li><li><p>Sebuah logam memiliki fungsi kerja 6,08.10-19 j. Pada saat logam disinari terlepas elektron dari permukaan logam dengan energi kinetik 3,08 ev. Hitunglah panjang gelombang dari sinar itu ?Penyelesaian:Diketahui : c = 3.108 m/s W0= 6,08.1,6.10-19 j Ek= 3,08 ev = 3,08.1,6.10-19 = 4,928.10-19 j h = 6,626.10-34 j.sDitanyakan : Panjang gelombang sinar (l)</p></li><li><p>Foton hambur( )Foton datang( )E = mo.c2Elektron hamburE = h.fE = h.fP =0 = panjang gelombang foton sebelum tumbukan = panjang gelombang foton setelah tumbukan h = tetapan Planck = 6,626 x 10 34 J.s c = kecepatan cahaya = 3 x 10 8 m/s m0 = massa diam elektron = sudut hamburan elektron</p></li><li><p>Pada percobaan efek compton digunakan sinar X dengan panjang gelombang 0,1 angstrum. Sinar X menumbuk elektron dan terhambur dengan sudut sebesar 900. Jika massa diam elektron 9,1.10-31 kg, berapa panjang gelombang elektron yang terhambur ?Penyelesaian:Diketahui : c = 3.108 m/s l = 0,1 angstrum = 10-11 m m0= 9,1.10-31 kg q = 900 h = 6,626.10-34 j.sDitanyakan : Panjang gelombang terhambur (l')</p></li><li><p>Pada percobaan efek compton digunakan sinar X dengan frekwensi 3.1019 hz. Pada saat menumbuk elektron sinar ini terhambur dengan sudut 600. Jika massa elektron diam 9,1.10-31 kg, hitunglah berapa frekwensi dari sinar yang terhambur.Penyelesaian:Diketahui : c = 3.108 m/s f = 3.1019 hz c 3.108 l = = = 10-11 m f 3.1019 m0= 9,1.10-31 kg q = 600 h = 6,626.10-34 j.sDitanyakan : frekwensi sinar X terhambur (f')</p></li><li><p>Bergerak lurus dengan momentum p = m.vmvmvMenurut deBroglie partikel bergerak seperti gelombang , dengan demikian partikel pada saat bergerak selain memiliki momentum (p) juga memiliki panjang gelombang( )HUBUNGAN ANTARA MOMENTUM ( p ) DENGAN PANJANG GELOMBANG () = panjang gelombang deBroglie (m)p = momentum (N.s)h = tetapan Planck = 6,626 x 10-34 J.s</p></li><li><p>Penyelesaian:Diketahui : v = 2,4.108 m/s = 0,8 c m0= 9,1.10-31 kg; h = 6,626.10-34 j.sDitanyakan : panjang gelombang deBroglie (l)</p></li><li><p>APAKAH SEMUA BENDA YANG BERGERAK MEMILIKI PANJANG GELOMBANG deBROGLIE ?Hanya berlaku pada partikel kecil (elektron), yang bergerak dengan kecepatan cukup besar mendekati kecepatan cahayahpKarena elektron bergerak dengan kecepatan mendekati cahaya maka massa elektron menjadi massa relatif =p = m.vTeori deBroglie dibuktikan kebenarannya melalui percobaan oleh Davisson dan Germer pada th. 1927</p></li><li><p>APLIKASI DARI TEORI deBROGLIE PADA MIKROSKOP ELEKTRON DIMANA CAHAYA DIGANTI DENGAN ELEKTRON </p></li><li><p>RUMUS WIEN HANYA BERLAKU PADA SPEKTRUM GELOMBANG PENDEKTEORI RELEIGH DAN JEINS HANYA BERLAKU PADA SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK.CAHAYA MEMILIKI SIFAT KEMBAR (DUALISME) YAITU PADA KONDISI TERTENTU MEMILIKI SIFAT PARTIKEL DAN PADA KONDISI LAIN MEMILIKI SIFAT GELOMBANG. AKAN TETAPI KEDUA SIFAT TERSEBUT TIDAK MUNGKIN MUNCUL PADA SAAT YANG SAMAPERCOBAAN COMPTON MEMBUKTIKAN BAHWA CAHAYA MEMILIKI SIFAT PARTIKELEKSPERIMEN DAVISON DAN GERMER MEMBUKTIKAN ASUMSI DARI deBROGLIE BAHWA PARTIKEL DAPAT MENUNJUKKAN SIFAT GELOMBANG </p></li><li><p>Sebuah logam memiliki fungsi kerja 6,08.10-19 j. Pada saat logam disinari terlepas elektron dari permukaan logam dengan energi kinetik 3,08 ev. Hitunglah panjang gelombang dari sinar itu ?Penyelesaian:Diketahui : c = 3.108 m/s W0= 6,08.1,6.10-19 j Ek= 3,08 ev = 3,08.1,6.10-19 = 4,928.10-19 j h = 6,626.10-34 j.sDitanyakan : Panjang gelombang sinar (l)</p></li><li><p>E = h.f = 6,62. 10-34 . 10 14 =6,61 . 10 -20 J / 1,6. 10-19 = 0,41 ev = = h. c/l</p><p>Ev = elektron volt 1 voltW = e. v = 1,6. 10-19 . 1 = 1,6. 10-19 J</p></li></ul>