Radiasi Benda Hitam

Black Body Radiation? Aplikasinya apa yaa?? Cek yuk!

          Apa sih black body radiation? Itu tuh bahasa inggrisnya dari radiasi benda hitam. Terus radiasi benda hitam itu apa? Seperti apa? Eitss.. Sebelum kita membahas radiasi benda hitam, kita akan bahas terlebih dulu tentang radiasi. Radiasi? Pasti tau dong apa itu radiasi? Temen-temen tau kan kalau panas dari matahari sampai ke bumi itu melalui gelombang elektromagnetik. Nah perpindahan itu disebut radiasi, dimana radiasi itu dapat berlangsung dalam ruang hampa. Radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat dari suhunya disebut radiasi termal.

Sekarang kita baru nih ngebahas radiasi benda hitam. Kalau dilihat dari sejarahnya, istilah “benda hitam” itu pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff, seorang fisikawan asal Jerman, pada tahun 1862. Kalau dalam Fisika, benda hitam (black body) adalah sebutan untuk benda yang mampu menyerap kalor radiasi (radiasi termal) dengan baik. Biar gak bingung, benda hitam kita modelkan seperti suatu rongga dengan celah bukaan yang sangat kecil deh, seperti gambar di bawah ini nih.

          Jika ada radiasi yang masuk ke dalam rongga lewat lubang, maka radiasi itu akan dipantulkan berulang-ulang oleh dinding dalam rongga, sehingga terserap habis energinya. Dalam dunia fisika, benda hitam (black body) adalah benda yang menyerap seluruh radiasi yang jatuh padanya, tak bergantung dari frekuensinya (Beiser, 1990).

          Tapi jangan salah, meskipun namanya benda hitam, objek atau bendanya itu tidak harus selalu berwarna hitam loh. Sebuah benda hitam dapat mempunyai cahayanya sendiri sehingga warnanya bisa lebih terang, walaupun benda itu menyerap semua cahaya yang datang padanya. Sedangkan suhu dari benda hitam itu sendiri berpengaruh terhadap jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang dipancarkannya.

          Tadi kan sudah cukup jelas ya tentang black body (benda hitam), nah sekarang kalau Radiasi Benda Hitam itu apa sih? Radiasi benda hitam itu adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam. Atau simpelnya itu radiasi dari sebuah lubang kecil pada sebuah rongga. Radiasi ini menjangkau seluruh daerah panjang gelombang. Distribusi energi pada daerah panjang gelombang ini memiliki ciri khusus, yaitu suatu nilai maksimum pada panjang gelombang tertentu. Letak nilai maksimumnya tergantung pada temperatur yang akan bergeser ke arah panjang gelombang pendek seiring dengan meningkatnya temperatur. Biar gak bingung lagi, hal itu dapat diaplikasikan pada materi efek rumah kaca nih guys, dimana secara alamiah sinar matahari yang masuk ke bumi, sebagian akan dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa. Lalu sebagian sinar matahari yang dipantulkan itu akan diserap oleh gas-gas di atmosfer yang menyelimuti bumi yang biasa kita sebut gas rumah kaca, sehingga sinar itu jadi terperangkap dalam bumi. Peristiwa ini  kita kenal dengan efek rumah kaca.

          By the way, sudah cukup jelas ya? Sekarang mari kita lanjut bahas tentang aplikasinya. Ada beberapa aplikasi nih dari radiasi benda hitam:

Yang pertama, ada Komputer Fotonik

          Kiprah mekanika kuantum di masa-masa mendatang barang kali masih akan tetap diperhitungkan. Misteri lain yang mungkin lebih besar barangkali masih tersimpan dalam teori kuantum itu. Paling tidak para ilmuwan berharap dengan mengendarai kuantum mereka akan sampai pada tujuan untuk mewujudkan impian berupa hadirnya perangkat fotonik serta gagasan pembuatan komputer fotonik (komputer kuantum) yang akan mencerahkan kehidupan manusia di awal milenium ketiga ini. Arun N. Netravali, ilmuwan berdarah India yang menjabat Vice President Research Lucent Technology dan Direktur Bell Labs di AS, telah melakukan terobosan dalam proses pembuatan prosesor fotonik, sehingga beliau pada tahun 1998 menerima penghargaan tertinggi dari perusahaan elektronik NEC, Jepang. Wow, basis dari perangkat fotonik ini bukan lagi pada teknologi silikon seperti yang saat ini banyak diaplikasikan, melainkan mulai bergerak menuju teknologi foton yang memanfaatkan cahaya. Para ilmuwan sebenarnya sudah sejak lama berusaha mencari alternatif lain dalam mengembangkan komputer elektronik, lho. Mereka umumnya melirik jalan untuk beralih dari komputer elektronik ke komputer fotonik. Banyak kelebihan yang dimiliki komputer fotonik ini jika kelak benar-benar bisa diwujudkan, yaitu :

Ø    Pada komputer elektronik sinyal dibawa oleh berkas elektron, sedang pada komputer fotonik sinyal itu dibawa oleh foton (gelombang elektromagnetik) dalam bentuk cahaya tampak.

Ø    Gerak atau cepat rambat foton cahaya paling tidak mencapai tiga kali lebih cepat      dibandingkan cepat rambat elektron. Oleh sebab itu, komputer fotonik akan bekerja jauh    lebih cepat dibandingkan komputer elektronik yang saat ini beredar.

Ø    Semua cahaya tidak dapat saling mengganggu (berinterferensi) kecuali jika cahaya-cahaya itu berasal dari satu sumber. Di samping itu, cahaya dapat merambat di dalam      serat optis yang lebih ringan dibandingkan logam (tembaga) yang saat ini dipakai sebagai media aliran elektron pada komputer elektronik.

Ø    Pada komputer elektronik data disimpan dalam medium dua dimensi seperti pita        magnetik dan yang lainnya, sedang pada komputer fotonik data dapat disimpan secara        tiga dimensi dalam medium yang ketebalannya berorde mikro meter. Jadi satu       penyimpan fotonik bisa memiliki kapasitas yang setara dengan ribuan penyimpan elektronik.

         

          Wah, banyak sekali ya kelebihan-kelebihannya. Kini para ilmuwan telah berhasil menghadirkan sumber cahaya dalam bentuk laser semikonduktor dan LED (Light Emitting Diode) yang dapat dipakai sebagai sumber pembawa sinyal pada komputer fotonik. Teknologi serat optis pun sudah berkembang sedemikian rupa sehingga siap mendukung tampilnya perangkat fotonik. Riset menuju terwujudnya komputer fotonik berkembang sangat pesat dan telah mencapai tingkat yang sangat mengagumkan. Tidak mustahil jika komputer fotonik ini akan segera hadir di hadapan kita dan ikut meramaikan unjuk kecanggihan teknologi moderen di awal milenium tiga ini. Amien..

Lalu yang kedua ada Termografi

 
          Salah satu penerapan perpindahan kalor dengan cara radiasi adalah Termografi. Alatnya namanya termograf. Termograf biasa digunakan untuk mendeteksi tumor, kanker dan lain-lain. Jalan ceritanya seperti ini… Biasanya proses metabolisme pada bagian tubuh yang ada tumor atau kanker cukup tinggi. Karenanya suhu bagian tubuh tersebut lebih tinggi. Ingat ya, semakin tinggi suhu, semakin banyak kalor yang dipancarkan alias diradiasikan. Nah, tugas si termograf adalah menscan alias mengukur besarnya kalor yang diradiasikan oleh semua bagian tubuh. Bagian tubuh yang memancarkan kalor paling banyak tentu saja pantas dicurigai.

          Nah jadi begitulah aplikasi dari radiasi benda hitam atau bahasa inggrinya black body radiation. Tidak ada radiasi yang dapat keluar atau dipantulkan. Namun demikian, dalam fisika klasik, secara teori benda hitam haruslah juga memancarkan seluruh panjang gelombang energi yang mungkin, karena hanya dari sinilah energi benda itu dapat diukur.

          Setiap benda itu secara kontinu memancarkan radiasi panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Bahkan sebuah kubus es pun juga memancarkan radiasi panas, sebagian kecil dari radiasi panas ini ada dalam daerah cahaya tampak. Walaupun demikian kubus es ini tak dapat dilihat dalam ruang gelap. Serupa dengan kubus es, badan manusia pun memancarkan radiasi panas dalam daerah cahaya tampak, tetapi intensitasnya tidak cukup kuat untuk dapat dilihat dalam ruang gelap. Begitu lho…

Semoga artikel ini bermanfaat dan bisa menambah wawasan teman-teman yaa….

By : Erika Ristiyani

Pendidikan Kimia

email: erikaristiyani@gmail.com