Contoh Soal Radiasi Benda Hitam dan Jawaban beserta Pembahasan – Radiasi benda-hitam (Black-body radiation) merupakan salah satu jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi di dalam atau di sekitar benda dalam keadaan kesetimbangan termodinamika dengan lingkungannya atau saat ada proses pelepasan dari benda hitam. Benda hitam merupakan benda yang buram dan tidak memantulkan cahaya.
Berikut rangkuman Contoh Soal Radiasi Benda Hitam (elektromagnetik) kelas 12 dan penyelesaiannya dari berbagai penerbit buku untuk siswa pelajari agar mudah memahami materi fisika kelas 12 dan sebagai persiapan sebelum ujian sekolah ataupun UN.
1 – 7 Soal Radiasi Benda Hitam Beserta Pembahasan
1. Berapa panjang gelombang yang bersesuaian dengan energi radiasi maksimum suatu benda yang bersuhu 57ºC ?
Jawaban :
Suhu mutlak T = 57 + 273 = 330 K
C = tetapan pergeseran Wien = 2,90 x 10-3 m K
2. Permukaan benda pada suhu 37ºC meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila konstanta Wien = 2,898 x 10−3 m.K maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaan adalah…..
a. 8,898 x 10⁻⁶ m
b. 9,348 x 10⁻⁶ m
c. 9,752 x 10⁻⁶ m
d. 10,222 x 10⁻⁶ m
e. 11,212 x 10⁻⁶ m
(Sumber soal : UN Fisika SMA 2008)
Pembahasan
Data :
T = 37ºC = 310 K
C = 2,898 x 10⁻³ m.K
λmaks = ….?
λmaks T = C
λ maks = C / T
= (2,898 x 10⁻³) / (310)
= 9,348 x 10⁻⁶ meter
Jawaban : B
3. Sebuah benda dengan luas permukaan 100 cm² bersuhu 727ºC Jika koefisien Stefan-Boltzman 5,67 x 10−8 W/mK4 dan emisivitas benda adalah 0,6 tentukan laju rata-rata energi radiasi benda tersebut!
A. 340,2 J/s
B. 342,2 J/s
C. 345,2 J/s
D. 348,2 J/s
E. 350,2 J/s
Jawaban : A
Pembahasan
Diketahui :
σ = 5,67 x 10−8 W/mK4
T = 727ºC = 1000 K
e = 0,6
A = 100 cm² = 100 x 10‾4 = 10‾²
Laju energi rata-rata :
4. Kuanta energi yang terkandung di dalam sinar ultraungu dengan panjang gelombangnya 3300 A, konstanta Planck 6,6 x 10‾34 Js dan kecepatan cahaya 3 x 108 m/s sebesar …..
A. 6 x 10‾20
B. 6 x 10‾19
C. 6 x 10‾18
D. 6 x 10‾17
E. 6 x 10‾16
Jawaban : B
Pembahasan :
5. Tunjukkan bahwa foton-foton di dalam suatu berkas cahaya inframerah 1240 nm memiliki energi 1,00 eV.
Jawaban :
Penyelesaian:
Baca Juga : Soal Gerak Melingkar
6. Hitunglah energi dari suatu foton cahaya biru dengan panjang gelombang 450 nm.
Jawaban :
Pembahasan :
7. Untuk memutuskan ikatan kimia di dalam molekul-molekul kulit manusia yang menyebabkan luka terbakar sinar matahari, dibutuhkan sebuah energi foton kira kira 3,50 eV. Berapakah panjang gelombangnya…
Jawaban :
Penyelesaian
8 – 13 Contoh Soal Radiasi Benda Hitam Kelas 12 dan Jawaban
8. Suhu normal badan kita berkisar berapakah intensitas total yang dipancarkan oleh badan kita, jika emitivias permukaan badan kita 0,2 ?
Jawaban :
9. Hukum pergeseran Wien dapat digunakan untuk mengukur temperatur permukaan sebuah bintang. Dengan melakukan pengukuran rapat intensitas radiasi yang dipancarkan oleh bintang itu untuk berbagai panjang gelombang, maka kita bisa memperoleh grafik untuk bintang yang kita amati. Dari grafik itu kita mendapatkan λmaks, yakni panjang gelombang yang dimiliki oleh komponenradiasi yang intensitasnya paling tinggi. Dengan memanfaatkan persamaan:
kita dapat menghitung suhu permukaan bintang itu. Andaikan spektrum sebuah bintang memiliki 
.
- (a) Berapakah suhu pada permukaan bintang itu?
- (b) Beapakah intensitas radiasi keseluruhan yang dipancarkan oleh bintang itu bila emisivitasnya 1?
- (c) Dapatkah kita perkirakan jaraknya dari bumi bila I merupakan intensitas bintang itu diukur di permukaan bumi?
Jawaban :
Pembahasan
(c) Bintang itu memancarkan radiasi ke segala penjuru. Oleh karena itu bila Rbb jarak bumi dari bintang itu, maka bumi terletak pada permukaan bola raksasa yang berpusat pada bintang itu.
Karena di bumi intensitas cahaya bintang itu I, maka tenaga keseluruhan radiasi yang dipancarkan tiap satu satuan waktu melalui permukaan bola raksasa itu adalah 4πRbb²I. Tenaga radiasi sebesar inilah yang dipancarkan dari permukaan bintang itu tiap satu-satuan waktu. Bila jejari bintang itu Rb, maka
Jadi, jarak bintang itu dapat dihitung bilamana kita mengetahui jejari bintang itu. Sedangkan, jejari bintang dapat diukur melalui fasilitas yang disediakan teleskop.
Baca Juga : Soal Medan Magnet
10. Bandingkan laju radiasi kalor per satuan luas badan Anda dengan yang diradiasikan oleh sebuah kursi dengan emisivitas yang sama. Anggap suhu badan Anda 37ºC dan suhu kursi 17ºC.
Jawaban :
Pembahasan
11. Sebuah pelat baja tipis berbentuk persegi panjang dengan sisi 10 cm, dipanaskan dalam suatu tungku sehingga suhunya mencapai 727ºC. Tentukan laju rata-rata energi radiasi dalam satuan watt jika pelat baja dapat dianggap benda hitam.
Jawaban :
Pembahasan
12. Sebuah molekul bergetar dengan frekuensi alami 
Berapakah perbedaan energi antara dua tingka energi yang berdekatan yang diperkenankan?
Jawaban:
13. Berapakah panjang gelombang sebuah radiasi foton yang memiliki energi 
?
Jawaban :
Pembahasan
Download File dalam format .doc atau .pdf agar mudah dibaca dan tertata rapi lengkap dengan peta konsep dan prasyarat materi.
Link Download Soal dan Kunci Jawaban Radiasi Benda Hitam
Sudah selesai membaca dan berlatih soal radiasi benda ini ? Ayo lihat dulu Daftar Soal Fisika lainnya
