Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Pergeseran Wien
Hukum pergeseran Wien adalah salah satu hukum penting dalam fisika yang menjelaskan hubungan antara suhu dan panjang gelombang radiasi benda hitam. Hukum ini ditemukan oleh Wilhelm Wien pada tahun 1893 dan merupakan salah satu konsep penting dalam fisika modern. Dalam artikel ini, kita akan membahas contoh soal dan pembahasan hukum pergeseran Wien.
Hukum pergeseran Wien menyatakan bahwa panjang gelombang maksimum radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu benda hitam tergantung pada suhu benda hitam tersebut. Panjang gelombang maksimum ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:
λmaxT = b
Di mana λmax adalah panjang gelombang maksimum radiasi, T adalah suhu absolut benda hitam, dan b adalah konstanta pergeseran Wien. Konstanta pergeseran Wien memiliki nilai sekitar 2,898 x 10^-3 m.K dan tergantung pada satuan yang digunakan.
Contoh Soal:
Sebuah benda hitam memiliki suhu 6000 K. Tentukan panjang gelombang maksimum radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam tersebut.
Pembahasan:
Dalam soal ini, kita diberikan suhu absolut T = 6000 K. Kita dapat menggunakan persamaan hukum pergeseran Wien untuk menentukan panjang gelombang maksimum radiasi.
λmaxT = b
λmax = b/T
λmax = (2,898 x 10^-3 m.K)/6000 K
λmax = 4,83 x 10^-7 m
Jadi, panjang gelombang maksimum radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam tersebut adalah 4,83 x 10^-7 m.
Contoh Soal:
Sebuah benda hitam memancarkan radiasi dengan panjang gelombang maksimum 3,9 x 10^-7 m. Tentukan suhu absolut benda hitam tersebut.
Pembahasan:
Dalam soal ini, kita diberikan panjang gelombang maksimum radiasi λmax = 3,9 x 10^-7 m. Kita dapat menggunakan persamaan hukum pergeseran Wien untuk menentukan suhu absolut benda hitam.
λmaxT = b
T = b/λmax
T = (2,898 x 10^-3 m.K)/(3,9 x 10^-7 m)
T = 7410 K
Jadi, suhu absolut benda hitam tersebut adalah 7410 K.
Contoh Soal:
Sebuah benda hitam memiliki panjang gelombang maksimum radiasi 8 x 10^-7 m pada suhu 5000 K. Tentukan panjang gelombang maksimum radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam jika suhunya meningkat menjadi 6000 K.
Pembahasan:
Dalam soal ini, kita diberikan λmax = 8 x 10^-7 m pada suhu T1 = 5000 K dan diminta untuk menentukan λmax pada suhu T2 = 6000 K. Kita dapat menggunakan persamaan hukum pergeseran Wien untuk menyelesaikan masalah ini.
λmaxT = b
Untuk suhu T1:
λmax1 = b/T1
Untuk suhu T
2:
λmax2 = b/T2
Dari persamaan di atas, kita dapat menghilangkan konstanta pergeseran Wien b dengan membagi persamaan kedua dengan persamaan pertama:
λmax2/λmax1 = T1/T2
λmax2 = (T1/T2) x λmax1
λmax2 = (5000 K/6000 K) x 8 x 10^-7 m
λmax2 = 6,67 x 10^-7 m
Jadi, panjang gelombang maksimum radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam tersebut jika suhunya meningkat menjadi 6000 K adalah 6,67 x 10^-7 m.
Dalam fisika, hukum pergeseran Wien digunakan untuk memahami karakteristik radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh benda hitam pada berbagai suhu. Selain itu, hukum ini juga digunakan dalam astronomi untuk mempelajari spektrum bintang dan objek astronomi lainnya.
Kesimpulan
Hukum pergeseran Wien menjelaskan hubungan antara suhu benda hitam dan panjang gelombang maksimum radiasi yang dipancarkan oleh benda tersebut. Konstanta pergeseran Wien memiliki nilai sekitar 2,898 x 10^-3 m.K dan tergantung pada satuan yang digunakan. Dalam artikel ini, kita telah membahas contoh soal dan pembahasan hukum pergeseran Wien. Dalam menjawab soal, penting untuk mengerti bagaimana menggunakan persamaan hukum pergeseran Wien dan konsep dasar terkait suhu absolut dan panjang gelombang.
Baca juga Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Proust