Benda hitam adalah benda yang menyerap seluruh radiasi termal dan tidak memantulkan serta melewati cahaya. Contoh radiasi benda hitam banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.
Benda hitam adalah penyerap dan pemancar kalor radiasi yang sempurna dan efisien. Sebab, sifat dari benda berwarna hitam mampu menyerap seluruh radiasi termal dan tidak dapat memantulkan cahaya.
Benda terlihat hitam karena semua energi yang diradiasikan berupa inframerah yang tak dapat dilihat oleh mata manusia. Istilah radiasi benda hitam pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Kirchhoff tahun 1860 dengan nama lain radiasi sempurna/radiasi temperatur/atau radiasi termal.
Pengertian Radiasi Benda Hitam
Pengertian radiasi benda hitam adalah salah satu jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi di dalam atau di sekitar benda hitam dalam keadaan seimbang antara termodinamika dengan lingkungannya, atau saat ada proses pelepasan dari benda hitam.
Radiasi benda-hitam memiliki karakteristik yaitu spektrum frekuensi kontinu yang bergantung hanya pada suhu benda, atau disebut spektrum Planck atau Hukum Planck.
Spektrum ini berpuncak pada frekuensi karakteristik yang bergeser ke frekuensi tinggi jika suhu dinaikkan. Pada suhu kamar sebagian besar emisinya berada pada daerah inframerah pada spektrum elektromagnetik.
Pada temperatur melewati 500 derajat celsius, benda berwarna hitam mulai melepas cahaya dalam jumlah besar sehingga dapat terlihat.
Jika dilihat dalam gelap, sinar yang pertama terlihat seperti abu-abu. Jika suhu terus dinaikkan, cahaya menjadi merah gelap, kemudian kuning, dan akhirnya menjadi biru-putih.
Benda hitam mempunyai nilai absorptansi (daya serap) dan emisivitas (daya pancar) yang besarnya sama dengan satu, atau e = 1.
Artinya, benda hitam menyerap semua energi yang diterima namun tidak ada energi yang keluar.
Hal ini berbeda dengan benda putih yang memiliki nilai emisivitas sama dengan nol (e = 0) artinya benda putih memantulkan seluruh energi radiasi.
Contoh Radiasi Benda Hitam
Radiasi benda hitam adalah fenomena fisika yang terjadi ketika sebuah benda menyerap semua radiasi elektromagnetik yang jatuh padanya dan mengeluarkan energi dalam bentuk panas. Berikut beberapa contoh yang mengilustrasikan bagaimana konsep ini diterapkan dalam kehidupan sehari-hari:
1. Panel Surya
Sistem panel surya menggunakan prinsip radiasi benda hitam untuk mengubah energi panas menjadi listrik. Panel surya memiliki bagian berupa logam berongga yang diberi lapisan warna hitam.
Panas radiasi dari matahari diserap oleh lapisan hitam tersebut untuk kemudian diinduksi melalui logam. Sirkulasi dalam logam berongga itu akan menghantarkan panas.
2. Alat Pemanas Listrik
Alat pemanas listrik juga merupakan contoh radiasi benda hitam dalam kehidupan sehari-hari.
Alat ini memancarkan sinar inframerah. Cara kerja alat ini adalah memancarkan radiasi yang dihasilkan dari gerak muatan partikel listrik di dalam atom yang dikonversi menjadi gelombang elektromagnetik.
3. Termos
Di dalam termos ada lapisan berwarna perak yang mencegah perpindahan kalor radiasi.
Lapisan tersebut berfungsi untuk menjaga suhu di dalam termos tetap hangat dengan pantulan energi di wadah.
4. Baju Hitam
Memakai baju hitam pada siang hari akan lebih merasa panas daripada baju berwarna lainnya.
Hal itu lantaran baju hitam lebih menyerap panas dan tidak memantulkannya kembali.
Itulah tadi pengertian radiasi benda hitam dan contohnya.
