13+ Contoh Soal Radiasi Benda Hitam (Elektromagnetik) dan [+Pembahasan]

Diposting pada

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.

Soal radiasi benda hitam

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

Soal radiasi benda hitam no 1

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

λmaks = 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

Data :

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 :

Soal radiasi benda hitam no 4

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 :

Soal radiasi benda hitam no 5

5. Tunjukkan bahwa foton-foton di dalam suatu berkas cahaya inframerah 1240 nm memiliki energi 1,00 eV.

Jawaban : 

Penyelesaian:

Soal radiasi benda hitam no 5-1

Baca Juga : 20+ Soal Gerak Melingkar Pilihan Ganda [+ Pembahasan Akurat]

6. Hitunglah energi dari suatu foton cahaya biru dengan panjang gelombang 450 nm.

Jawaban : 

Pembahasan :

Soal radiasi benda hitam no 6-1

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

Soal radiasi benda hitam no 7

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 : 

Soal radiasi benda hitam no 8

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 persamamaan:

Soal radiasi benda hitam no 9

kita dapat menghitung suhu permukaan bintang itu. Andaikan spektrum sebuah bintang memiliki Soal radiasi benda hitam no 9-1.

  • (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

Soal radiasi benda hitam no 9-2

(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 4Rbb2I. Tenaga radiasi sebesar inilah yang dipancarkan dari permukaan bintang itu tiap satu-satuan waktu. Bila jejari bintang itu Rb, maka

Soal radiasi benda hitam no 9-3

Jadi, jarak bintang itu dapat dihitung bilamana kita mengetahui jejari bintang itu. Sedangkan, jejari bintang dapat diukur melalui fasilitas yang disediakan teleskop.

Baca Juga : 30+ Soal Medan Magnet dan Pembahasannya [Pilihan Ganda]

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

Soal radiasi benda hitam no 10

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

Soal radiasi benda hitam no 11

12. Sebuah molekul bergetar dengan frekuensi alami Soal radiasi benda hitam no 12

Berapakah perbedaan energi antara dua tingka energi yang berdekatan yang diperkenankan?

Jawaban:

Soal radiasi benda hitam no 12-1

13. Berapakah panjang gelombang sebuah radiasi foton yang memiliki energi soal radiasi benda hitam no 13?

Jawaban : 

Pembahasan

Soal radiasi benda hitam no 13-1

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

Google Drive | Zippyshare

Gambar Gravatar
Assalamualaikum wr.wb. Selamat belajar dan mengerjakan tugas.^^Lakukan Terbaik yang kamu bisa, Berbagai Usaha, Pengalaman dan Latihan yang kamu lakukan saat ini, Pasti bukanlah hal yang sia-sia di waktu yang akan datang.. So Keep Spirit and Do your Best!

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *