BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Panas (kalor) dari
matahari sampai ke bumi melalui gelombang elektromagnetik. Perpindahan ini
disebut radiasi, yang dapat berlangsung dalam ruang hampa. Radiasi yang
dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat suhunya disebut radiasi panas
(thermal radiation). Radiasi benda hitam merupakan salah satu teka-teki besar
fisika yang menjadi pemicu terjadinya revolusi dalam bidang fisika. Revolusi
ini melahirkan fisika kuantum. Penelitian tentang radiasi benda
hitam melibatkan banyak sekali ilmuwan ( Yohannes, 2009).
Kita hanya dapat
membuat benda yang mendekati benda hitam. walaupun permukaan dalam kotak dicat
putih Mengapa demikian? Ketika radiasi dari cahaya matahari memasuki lubang
kotak, radiasi dipantulkan berulang–ulang (beberapa kali) oleh dinding kotak
dan setelah pemantulan ini hamoir dapat dikatakan tidak ada lagi radiasi yang
tersisa (semua radiasi telah diserap di dalam kotak) dengan kata lain , lubang
telah berfungsi menyerap semua radiasi yang datang padanya akibatnya benda
tampak hitam (Tim penyusun, 2016)
Oleh karena itu, untuk memahami lebih jauh
mengenai radiasi kubus berongga dengan menunjukkan hubungan intensitas radiasi
pada kubus berongga terhadap bidang kubus setiap bahan dan untuk menghitung
harga emisivitas pada bidang kubus setiap bahan, maka dilakukanlah percobaan
ini.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada percobaan ini yaitu :
1.
Bagaimana menunjukan hubungan intensitas radiasi dari pada
kubus berongga terhadap bidang kubus setiap bahan ?
2.
Berapa harga emisivitas pada bidang kubus setiap bahan ?
1.3 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan pada percobaan ini yaitu :
1.
menunjukan hubungan intensitas radiasi dari pada kubus
berongga terhadap bidang kubus setiap bahan.
2.
Menghitung harga emisivitas pada bidang kubus setiap bahan.
1.4 Manfaat Percobaan
Adapun manfaat pada percobaan ini yaitu :
1.
Mahasiswa dapat menunjukan hubungan intensitas radiasi dari
pada kubus berongga terhadap bidang kubus setiap bahan.
2.
Mahasiswa dapat Menghitung harga emisivitas pada bidang kubus
setiap bahan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Radiasi Panas
Panas
(kalor) dari matahari sampai ke bumi melallui gelombang elektromagnetik.
Perpindahan ini disebut radiasi, yang dapat berlangsung dalam ruang hampa.
Radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat suhunya disebut radiasi
panas (thermal radiation) (Jamshidi,
1980).
Setiap
benda secara kontinu memancarkan radiasi panas dalam bentuk gelombang
elektromagnetik. Bahkan sebuah kubus es pun 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 (M. Ali Yaz, 2007).
Setiap
benda memancarkan radiasi panas, tetapi umunya benda terlihat oleh kita karena
benda itu memantulkan cahaya yang dating padanya, bukan karena ia memacarkan
radiasi panas. Benda baru terlihat karena meradiasikan panas jika suhunya
melebihi 1000 K. Pada suhu ini benda mulai berpijar merah sepeti kumparan
pemanas sebuah kompor listrik. Pada suhu di atas 2000 K benda berpijar kuning
atau keputih-putihan, seperti besi berpijar putihatau pijar putih dari filamen
lampu pijar. Begitu suhu benda terus ditingkatkan, intensitas relatif dari
spectrum cahaya yang dipancarkannya berubah. Ini menyebabkan pergeseran dalam
warna- warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menaksir suhu
suatu benda (Homan, 1994)
2.2 Radiasi Benda Hitam
Menurut Jamshidi, (1980),
benda hitam didefinisikan sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi yang
datang padanya. Dengan kata lain, tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar
dari benda hitam. Jadi, benda hitam mempunyai harga absorptansi dan emisivitas
yang besarnya sama dengan satu.Seperti yang telah kalian ketahui, bahwa
emisivitas (daya pancar) merupakan karakteristik suatu materi, yang menunjukkan
perbandingan daya yang dipancarkan persatuan luas oleh suatu permukaan terhadap
daya yang dipancarkan benda hitam padatemperatur yang sama. Sementara itu,
absorptansi (daya serap) merupakan perbandingan fluks pancaran atau fluks
cahaya yang diserap oleh suatu benda terhadap fluks yang tiba pada benda itu. Benda
hitam ideal digambarkan oleh suatu rongga hitam dengan lubang kecil. Sekali
suatu cahaya memasuki rongga itu melalui lubang tersebut, berkas itu akan dipantulkan
berkali-kali di dalam rongga tanpa sempat keluar lagi dari lubang tadi. Setiap
kali dipantulkan, sinar akan diserap dinding-dinding berwarna hitam. Benda hitam
akan menyerap cahaya sekitarnya jika suhunya lebih rendah daripada suhu sekitarnya
dan akan memancarkan cahaya ke sekitarnya jika suhunya lebih tinggi daripada
suhu sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada gambar dibawah. Benda hitam yang dipanasi
sampai suhu yang cukup tinggi akan tampak membara
2.3 Hukum Stefan-Boltzmann
Menurut Nachtrieb O.G, (2003), pada tahun 1879 seorang ahli fisika dari Austria, Josef Stefan melakukaneksperimen
untuk mengetahui karakter universal dari radiasi benda hitam. Ia menemukan
bahwa daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semuafrekuensi oleh
suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah sebanding dengan pangkat
empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat dirumuskan :
I = σ T4 ………………………………………………………(2.1)
Dengan :
I = Intensitas
radiasi pada permukaan benda hitam pada semua frekuensi.
T = Suhu
mutlak(K)
σ = Tetapan Stefan-Boltzman, yang bernilai 5,67 x 10-8
(Wm-2K-4)
Untuk kasus benda panas yang bukan benda hitam, akan memenuhi hukum yang
sama, hanya ditambahkan koefisien emisivitas yang lebih kecil dari pada 1,
sehingga :
I total = e.σ.T 4..............................................(2.2)
Intensitas merupakan daya per satuan luas, maka
persamaan diatas dapat ditulis sebagai:
Keterangan :
P = daya radiasi (W)
Q = energi kalor (J)
A = luas permukaan benda (m2)
e = koefisien emisivitas
T = suhu mutlak (K)
2.4 Hukum
Pergeseran Wien
Jika benda
padat dipanaskan sampai suhu yang sangat tinggi, benda akan tampak memijar dan
gelombang elektromagnetik yang dipancarkan berada pada spektrum cahaya tampak.
Jika benda terus dipanaskan, intensitas
relatif dari spektrum cahaya yang
dipancarkan berubah-ubah. Gejala pergeseran nilai panjang gelombang maksimum
dengan berkurangnya suhu disebut Pergeseran Wien. Bila suhu benda terus
ditingkatkan, intensitas relatif dari
spektrum cahaya yang dipancarkan berubah. Ini menyebabkan pergeseran dalam
warna-warna spectrum yang diamati, yang
dapat digunakan untuk menaksir suhu suatu benda yang digambarkan pada grafik
berikut.
Pada gambar diatas menunjukkan
hubungan antara benda dan panjang
gelombang yang dipancarkannya, pada spektrum cahaya tampak
warna merah mempunyai frekuensi terendah, sedangkan cahaya ungu mempunyai
frekuensi tertinggi. Perubahan warna pada benda menunjukkan perubahan
intensitas radiasi benda. Jika suhu benda berubah, maka intensitas benda akan
berubah atau terjadi pergeseran. Pergeseran ini digunakan untuk memperkirakan
suhu suatu benda. Untuk lebih jelas melihat pergeseran intensitas benda kita
menyebutnya Pergeseran Wien terhadap panjang gelombang benda (M. Ali Yaz, 2007).
Menurut M. Ali Yaz, 2007, Dari hasil penelitian, Wien
mendapatkan kesimpulan bahwa Jika suhu
suatu benda yang memancarkan cahaya semakin tinggi maka panjang gelombang
untuk intensitas maksimum semakin
kecil. Pergeseran Wien dirumuskan sebagai berikut :
Keterangan :
λm = panjang gelombang dengan intensitas maksimum
(m)
T = suhu mutlak benda hitam (K)
C = tetapan pergeseran Wien = 2,90 x 10-3 m K
Melalui persamaan yang dikembangkan Wien mampu menjelaskan distribusi
intensitas untuk panjang gelombang
pendek, namun gagal untuk menjelaskan panjang gelombang panjang. Hal itu
menunjukkan bahwa radiasi elektromagnetik tidak dapat dianggap sederhana
seperti proses termodinamika.
2.5
Hukum Rayleigh – Jeans
Teori Rayleigh – Jeans ini dikemukakan oleh
Lord Rayleigh dan Sir James Jeans, menurut teori ini muatan – muatan di sekitar
dinding benda berongga dihubungkan oleh semacam
pegas. Ketika suhu benda dinaikkan, pada muatan timbul energi kinetik
sehingga muatan bergetar. Akibat getaran tersebut, kecepatan muatan berubah –
ubah, atau dengan kata lain setiap saat muatan selalu mendapatkan percepatan.
Muatan yang dipercepat inilah yang yang menimbulkan radiasi. Melalui penelitian
yang dibuatnya, Rayleigh dan Jeans
berhasil menurunkan rumus distribusi intensitas, yang digambarkan grafiknya
maka model yang diusulkan oleh Rayleigh dan Jeans berhasil menerangkan spektrum
radiasi benda hitam pada panjang gelombang yang besar, namun gagal untuk
panjang gelombang yang kecil (Menurut Keneth Krene, 1992).
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu Dan Tempat
Adapun waktu dan tempat pelaksanaan
praktikum yaitu :
Hari/ tanggal : Senin, 26 April 2016
Waktu : 15:00 Wita - Selesai
Tempat : Laboratorium Fisika Dasar, Jurusan Fisika,
FMIPA, UNTAD
3.2 Alat Dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan
pada percobaan ini yaitu :
A.
Alat Umum:
1.
1 buah 850 Unifersal Interface UI – 5000
2.
Software Pasco Capstone UI – 5400
B.
Alat Khusus
1.
Kabel Patch SE – 9750
2.
60 Cm Optic Bench OS – 8541
3.
Linear Translator OS – 8535
4.
Aparatur Bracket OS – 8534B
5.
Rotary motion Sensor PS – 2120
6.
Infra Red Sensor PS – 2148
7.
Termistor Sensor Suhu CI – 6527A
8.
Thermometer
3.3 Prosedur Kerja
Adapun Prosedur kerja pada percobaan
ini yaitu :
1.
Merangkai alat seperti pada gambar 3.1
2.
Melakukan pengambilan data dengan
cara memposisikan sisi hitam Cube Thermal
meghadap ke sensor cahaya. Infra Red Light Sensor harus disalah satu ujung
track.
3.
Mengklik RECORD. Memutar katrol Rotary Motion Sensor sampai Infra Red Light Sensor melewati
sepenuhnya kubus dengan waktu 2 atau 3 detik. Rotary Motion Sensor harus digerakan cepat, karena seluruh muka
kubus dalam Infra Red Light Sensor akan
memanas dan mengubah pembacaan awal, dan membuat analisis yang lebih sulit.
Kecuali untuk sisi kubus dengan rongga. Untuk kubus ini membutuhkan perlambatan
pada rongga dan mengambil beberapa detik untuk melewati rongga.
4.
Mengklik STOP. Pindahkan sensor
dengan cepat melalui kubus dan kembali pada posisi awal.
5.
Mengklik Open Data. Ringkasan
disebelah kiri halaman mengubah nama RUN ini sebagai “30 Hitam”.
6.
Mengulangi langkah 2-5 dengan
mengubah nama RUN ini sebagai “50 Hitam”.
7.
Memutar kubus kesisi alumunium.
Menunggu hingga beberapa menit untuk memungkinkan referensi Termistor Sensor untuk mendinginkan dan
mengulangi langkah 1-4. Label menjalankan “ 30 dan 50 alumunim”.
8.
Memutar kubus kesisi putih.
Menunggu hingga beberapa menit untuk memungkinkan referensi Termistor Sensor untuk mendinginkan dan
mengulangi langkah 1-4. Label menjalankan “30 dan 50 putih”.
9.
Memutar kubus kesisi berongga.
Menunggu hingga beberapa menit untuk memungkinkan referensi Termistor Sensor untuk mendinginkan dan
mengulangi langkah 1-4. Label menjalankan “ 30 dan 50 berongga”.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
·
Kubus Berongga Dt = 300 C
Tabel 4.1 Hasil
pengamatan pada kubus sisi berongga, dengan Dt =
30˚C
Berongga 30o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2,5
|
0,0003
|
2,4
|
0,0041
|
2,5
|
0,0062
|
2,4
|
0,0073
|
2,4
|
0,0093
|
2,4
|
0,0136
|
2,4
|
0,0151
|
2,3
|
0,0197
|
2,4
|
0,0256
|
2,3
|
0,0332
|
2,3
|
0,039
|
2,2
|
0,0444
|
2,2
|
0,0468
|
2,2
|
0,0501
|
2,2
|
0,0541
|
2,1
|
0,0608
|
2,1
|
0,0691
|
2,1
|
0,0774
|
2,1
|
0,0842
|
2,1
|
0,0879
|
2,1
|
0,0883
|
2,1
|
0,0886
|
2,1
|
0,0887
|
2,1
|
0,09
|
2
|
0,0937
|
2
|
0,1003
|
2
|
0,1095
|
2
|
0,1188
|
Berongga 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,5
|
0,128
|
1,2
|
0,1389
|
1,1
|
0,1499
|
1,2
|
0,1565
|
1,2
|
0,1566
|
1,2
|
0,1568
|
1,2
|
0,1588
|
1,4
|
0,1686
|
1,5
|
0,1843
|
1,7
|
0,1991
|
1,8
|
0,2104
|
1,8
|
0,2193
|
1,8
|
0,223
|
1,8
|
0,223
|
1,8
|
0,2262
|
1,8
|
0,2355
|
1,8
|
0,2516
|
1,8
|
0,2661
|
1,8
|
0,277
|
1,8
|
0,2848
|
1,8
|
0,2918
|
1,9
|
0,3003
|
1,8
|
0,31
|
1,9
|
0,3176
|
1,8
|
0,3227
|
1,9
|
0,3269
|
1,8
|
0,3336
|
1,9
|
0,3407
|
Berongga 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,8
|
0,3498
|
1,9
|
0,3583
|
1,8
|
0,3648
|
1,9
|
0,3694
|
1,8
|
0,3712
|
1,9
|
0,3712
|
1,8
|
0,3712
|
1,9
|
0,3712
|
1,8
|
0,3705
|
1,8
|
0,3705
|
1,8
|
0,3705
|
1,8
|
0,3705
|
1,8
|
0,3705
|
·
Kubus Berongga Dt = 500 C
Tabel 4.2 Hasil
pengamatan pada kubus sisi berongga,
dengan Dt =
50˚C
Berongga 50o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2,6
|
0
|
2,5
|
3,75E-05
|
2,6
|
1,50E-04
|
2,5
|
7,88E-04
|
2,6
|
0,001
|
2,5
|
0,0016
|
2,6
|
0,0035
|
2,5
|
0,0065
|
2,6
|
0,0111
|
2,5
|
0,0164
|
2,5
|
0,0223
|
2,4
|
0,0289
|
2,4
|
0,0363
|
2,3
|
0,0444
|
2,3
|
0,0534
|
2,2
|
0,0628
|
2,2
|
0,0726
|
2,1
|
0,0823
|
2,1
|
0,0925
|
2
|
0,1023
|
2
|
0,1122
|
1,9
|
0,1223
|
1,6
|
0,1307
|
1,2
|
0,1386
|
1,2
|
0,1492
|
1,2
|
0,1617
|
1,4
|
0,1717
|
1,4
|
0,1812
|
1,5
|
0,191
|
1,6
|
0,1996
|
1,8
|
0,2111
|
1,8
|
0,2197
|
1,9
|
0,231
|
1,8
|
0,2416
|
1,9
|
0,2523
|
1,8
|
0,2653
|
Berongga 500
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,9
|
0,2796
|
1,9
|
0,2934
|
1,9
|
0,3074
|
1,9
|
0,3222
|
1,9
|
0,3369
|
1,9
|
0,3499
|
1,9
|
0,3622
|
1,9
|
0,3729
|
1,9
|
0,3771
|
1,9
|
0,3771
|
1,9
|
0,3771
|
1,9
|
0,3771
|
1,9
|
0,3771
|
1,9
|
0,3771
|
·
Kubus Sisi
Hitam Dt =
30˚C
Tabel 4.2 Hasil
pengamatan pada kubus sisi hitam, dengan Dt = 30˚C
Hitam 30o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2,4
|
0,00045
|
2,4
|
0,0065
|
2,3
|
0,014
|
2,3
|
0,0211
|
2,3
|
0,0287
|
2,3
|
0,0378
|
2,2
|
0,0477
|
2,2
|
0,0585
|
2,1
|
0,067
|
2,1
|
0,0717
|
2,1
|
0,0765
|
2,2
|
0,0849
|
2,2
|
0,0963
|
1,9
|
0,1071
|
1,3
|
0,1169
|
0,7
|
0,1278
|
0,5
|
0,1402
|
0,6
|
0,1522
|
Hitam 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
0,9
|
0,165
|
1,2
|
0,1775
|
1,5
|
0,1888
|
1,6
|
0,1982
|
1,7
|
0,1996
|
1,7
|
0,2076
|
1,8
|
0,2162
|
1,8
|
0,2233
|
1,8
|
0,2312
|
1,8
|
0,2395
|
1,8
|
0,2484
|
1,7
|
0,2572
|
1,8
|
0,2669
|
1,7
|
0,2769
|
1,8
|
0,2873
|
1,7
|
0,2973
|
1,8
|
0,3066
|
1,8
|
0,3148
|
Hitam 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,8
|
0,3232
|
1,8
|
0,3313
|
1,8
|
0,3415
|
1,8
|
0,3506
|
1,8
|
0,3577
|
1,8
|
0,3629
|
Hitam 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,8
|
0,3665
|
1,8
|
0,3704
|
1,8
|
0,3704
|
1,8
|
0,3704
|
1,8
|
0,3704
|
·
Kubus Sisi Hitam Dt =
50˚C
Tabel 4.4 Hasil
pengamatan pada kubus sisi hitam, dengan Dt = 50˚C
Hitam 50o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2,2
|
0,0005625
|
2,2
|
0,0065
|
2,2
|
0,0126
|
2,2
|
0,0204
|
2,1
|
0,0293
|
2,1
|
0,0402
|
2
|
0,0533
|
Hitam 500
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2,1
|
0,0667
|
2,1
|
0,0781
|
1,9
|
0,0894
|
1,3
|
0,1011
|
0,6
|
0,1136
|
0,5
|
0,1269
|
0,6
|
0,1401
|
Hitam 500
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
0,8
|
0,15
|
1
|
0,1563
|
1,1
|
0,1612
|
1,2
|
0,1657
|
1,4
|
0,1707
|
1,5
|
0,1802
|
1,7
|
0,1936
|
1,7
|
0,2082
|
1,7
|
0,2207
|
1,7
|
0,2312
|
1,7
|
0,241
|
1,7
|
0,2515
|
1,7
|
0,2618
|
1,7
|
0,2702
|
1,7
|
0,2773
|
1,7
|
0,2846
|
1,7
|
0,2922
|
1,7
|
0,2993
|
1,7
|
0,3052
|
Hitam 500
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,7
|
0,3106
|
1,7
|
0,3178
|
1,7
|
0,3256
|
1,7
|
0,3336
|
1,7
|
0,341
|
1,7
|
0,3474
|
1,7
|
0,3537
|
1,7
|
0,3543
|
1,7
|
0,3543
|
1,7
|
0,3543
|
1,7
|
0,3543
|
1,7
|
0,3543
|
1,7
|
0,3543
|
1,7
|
0,3543
|
1,7
|
0,3543
|
Tabel 4.5 Hasil
pengamatan pada kubus sisi alumunium dengan Dt = 30˚C
Aluminium 30o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2,1
|
0,0006
|
2,1
|
0,0077
|
2,1
|
0,0161
|
2
|
0,0258
|
2
|
0,036
|
2
|
0,0467
|
2
|
0,0566
|
2
|
0,0655
|
2,1
|
0,0729
|
2,2
|
0,08
|
2,3
|
0,0869
|
2,2
|
0,0949
|
1,8
|
0,1054
|
1,3
|
0,1186
|
1,2
|
0,1334
|
1,2
|
0,1482
|
1,2
|
0,1605
|
1,2
|
0,1699
|
1,3
|
0,1771
|
1,4
|
0,1843
|
1,5
|
0,1938
|
1,6
|
0,2028
|
Aluminium 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,6
|
0,211
|
1,6
|
0,2194
|
1,6
|
0,229
|
1,6
|
0,2397
|
1,6
|
0,2505
|
1,6
|
0,2616
|
1,6
|
0,2716
|
1,6
|
0,283
|
1,6
|
0,2937
|
1,6
|
0,304
|
1,6
|
0,3135
|
1,6
|
0,3217
|
1,6
|
0,329
|
1,6
|
0,3353
|
1,6
|
0,3411
|
1,6
|
0,3449
|
1,6
|
0,3491
|
1,6
|
0,3515
|
1,6
|
0,3531
|
1,6
|
0,3561
|
1,6
|
0,3583
|
1,6
|
0,3588
|
·
Kubus Sisi
Aluminium Dt = 50˚C
Hasil pengamatan pada kubus sisi alumunium dengan Dt = 50˚C
Aluminium 50o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2,1
|
0,00015
|
2,1
|
0,0017
|
2,1
|
0,0036
|
2,1
|
0,0062
|
2,1
|
0,0095
|
2
|
0,0134
|
2,1
|
0,0174
|
2
|
0,0218
|
2,1
|
0,0258
|
2
|
0,0292
|
2
|
0,0329
|
1,9
|
0,0368
|
2
|
0,0407
|
1,9
|
0,0449
|
1,9
|
0,0491
|
1,9
|
0,0532
|
1,9
|
0,0571
|
1,9
|
0,0607
|
2
|
0,0645
|
1,9
|
0,0688
|
2
|
0,0738
|
2,1
|
0,0792
|
2,2
|
0,085
|
2,2
|
0,091
|
2,2
|
0,0967
|
2,1
|
0,1019
|
1,9
|
0,1067
|
1,7
|
0,1114
|
1,5
|
0,1161
|
1,3
|
0,1204
|
1,1
|
0,1255
|
1,1
|
0,1307
|
1,1
|
0,1367
|
1,1
|
0,1429
|
1,1
|
0,1474
|
1,1
|
0,1508
|
Aluminium 500
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,1
|
0,1538
|
1,1
|
0,1561
|
1,1
|
0,1581
|
1,1
|
0,1582
|
1,1
|
0,1582
|
1,1
|
0,1582
|
1,1
|
0,1582
|
1,1
|
0,1588
|
1,1
|
0,1623
|
1,2
|
0,1662
|
1,2
|
0,1687
|
1,2
|
0,1711
|
1,2
|
0,1734
|
1,2
|
0,1755
|
1,2
|
0,1779
|
1,3
|
0,1812
|
1,4
|
0,1863
|
1,5
|
0,1923
|
1,5
|
0,1996
|
1,6
|
0,207
|
1,5
|
0,2144
|
1,6
|
0,2223
|
1,5
|
0,2301
|
1,6
|
0,2378
|
1,5
|
0,2456
|
1,6
|
0,2535
|
1,6
|
0,2621
|
1,6
|
0,2699
|
1,6
|
0,2779
|
1,6
|
0,2856
|
1,6
|
0,2918
|
1,6
|
0,2987
|
1,6
|
0,3074
|
1,6
|
0,3135
|
1,6
|
0,3198
|
1,6
|
0,329
|
Aluminium 500
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,6
|
0,3338
|
1,6
|
0,3418
|
1,6
|
0,35
|
1,6
|
0,3548
|
·
Kubus Sisi
Putih Dt = 30˚C
Tabel 4.7 Hasil
pengamatan pada kubus sisi putih, dengan Dt = 30˚C
Putih 30o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,9
|
0,0001875
|
1,9
|
0,0038
|
1,9
|
0,0083
|
1,9
|
0,0137
|
1,8
|
0,0202
|
1,9
|
0,0277
|
1,8
|
0,0357
|
1,8
|
0,0434
|
1,7
|
0,0513
|
1,8
|
0,0581
|
1,7
|
0,0636
|
1,7
|
0,0676
|
Putih 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,7
|
0,072
|
1,7
|
0,0775
|
1,7
|
0,0836
|
1,8
|
0,0897
|
1,8
|
0,0961
|
1,9
|
0,1007
|
1,9
|
0,1041
|
2
|
0,1077
|
2
|
0,1104
|
2,1
|
0,1125
|
2,1
|
0,1149
|
2,1
|
0,1191
|
Putih 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
2
|
0,1252
|
1,9
|
0,1303
|
1,9
|
0,1338
|
1,9
|
0,1381
|
1,9
|
0,1431
|
1,9
|
0,1487
|
1,9
|
0,1547
|
1,9
|
0,1603
|
1,7
|
0,1651
|
1,6
|
0,1708
|
1,4
|
0,1771
|
1,3
|
0,1823
|
1,2
|
0,1859
|
1,3
|
0,1924
|
1,4
|
0,2004
|
1,4
|
0,2082
|
1,4
|
0,214
|
1,4
|
0,2181
|
1,4
|
0,2203
|
1,4
|
0,2224
|
1,4
|
0,2243
|
1,4
|
0,2262
|
1,5
|
0,2283
|
1,4
|
0,2308
|
1,5
|
0,2333
|
1,4
|
0,2364
|
1,5
|
0,2397
|
1,4
|
0,2445
|
1,5
|
0,2493
|
1,4
|
0,2536
|
1,5
|
0,2579
|
1,4
|
0,2625
|
Putih 300
|
|
Intensitas
Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,5
|
0,2667
|
1,4
|
0,2706
|
1,5
|
0,2746
|
1,4
|
0,2795
|
1,5
|
0,2835
|
1,4
|
0,2872
|
1,5
|
0,2909
|
1,4
|
0,2947
|
1,5
|
0,2986
|
1,4
|
0,3027
|
1,5
|
0,307
|
1,4
|
0,3117
|
1,5
|
0,3162
|
1,4
|
0,3211
|
1,5
|
0,3252
|
1,4
|
0,33
|
1,5
|
0,3351
|
1,4
|
0,3397
|
1,5
|
0,3428
|
1,4
|
0,3462
|
1,5
|
0,3491
|
1,4
|
0,3516
|
1,5
|
0,354
|
1,5
|
0,3561
|
1,4
|
0,359
|
1,5
|
0,3623
|
1,4
|
0,3657
|
1,5
|
0,3687
|
1,4
|
0,3704
|
1,5
|
0,3705
|
1,4
|
0,3705
|
·
Kubus Sisi Putih Dt = 50˚C
Tabel 4.8 Hasil
pengamatan pada kubus sisi putih, dengan Dt = 50˚C
Putih 50o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,8
|
0,0001875
|
1,8
|
0,0027
|
1,8
|
0,006
|
1,8
|
0,0099
|
1,8
|
0,0141
|
1,8
|
0,0181
|
1,7
|
0,0219
|
1,7
|
0,0258
|
1,7
|
0,0296
|
1,7
|
0,034
|
1,7
|
0,0384
|
1,7
|
0,0422
|
1,6
|
0,0459
|
1,7
|
0,05
|
1,6
|
0,0544
|
1,6
|
0,0589
|
1,6
|
0,064
|
1,6
|
0,0691
|
Putih 50o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,6
|
0,0738
|
1,6
|
0,0779
|
1,6
|
0,0817
|
1,6
|
0,0849
|
1,6
|
0,088
|
1,6
|
0,091
|
1,6
|
0,0944
|
1,6
|
0,0981
|
1,7
|
0,1021
|
1,7
|
0,106
|
1,8
|
0,11
|
1,9
|
0,1138
|
2
|
0,1179
|
2
|
0,1221
|
2
|
0,1263
|
2
|
0,1306
|
1,9
|
0,1348
|
1,9
|
0,1385
|
Putih 50o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,9
|
0,1425
|
1,9
|
0,1466
|
1,9
|
0,1505
|
1,9
|
0,1542
|
1,9
|
0,1578
|
1,8
|
0,1609
|
1,8
|
0,1636
|
1,8
|
0,166
|
1,8
|
0,1686
|
1,6
|
0,1714
|
1,6
|
0,1744
|
1,5
|
0,1773
|
1,4
|
0,1801
|
1,3
|
0,1827
|
1,3
|
0,185
|
1,2
|
0,1871
|
1,1
|
0,1905
|
1,1
|
0,1941
|
1,2
|
0,1982
|
1,2
|
0,2019
|
1,3
|
0,2063
|
1,3
|
0,2108
|
1,3
|
0,2152
|
1,3
|
0,2195
|
1,3
|
0,2241
|
1,3
|
0,2291
|
1,3
|
0,2345
|
1,3
|
0,2398
|
1,3
|
0,2451
|
1,3
|
0,2503
|
1,3
|
0,2554
|
1,3
|
0,2606
|
1,3
|
0,2659
|
1,3
|
0,2711
|
1,3
|
0,2766
|
1,3
|
0,2827
|
Putih 50o
|
|
Intensitas Cahaya (%)
|
Posisi (m)
|
1,3
|
0,2894
|
1,3
|
0,2958
|
1,3
|
0,302
|
1,3
|
0,308
|
1,3
|
0,3141
|
1,3
|
0,3203
|
1,3
|
0,3262
|
1,3
|
0,3316
|
1,3
|
0,3363
|
1,3
|
0,3406
|
1,3
|
0,3448
|
1,3
|
0,3492
|
1,3
|
0,3535
|
1,4
|
0,3579
|
1,3
|
0,3622
|
1,4
|
0,3667
|
1,3
|
0,3704
|
4.2
Analisa Data
Diketahui :
Emisivitas Tiap sisi Kubus
·
Sisi hitam dengan intensitas permukaan 30oC
·
Sisi hitam dengan intensitas permukaan 50oC
·
Sisi aluminium dengan intensitas
permukaan 30oC
·
Sisi aluminium dengan intensitas
permukaan 50oC
·
Sisi putih dengan intensitas permukaan 30oC
Putih dengan intensitas
permukaan 50oC
4.3
Pembahasan
Benda hitam merupakan sebagai benda
yang akan menyerap seluruh radiasi yang akan jatuh atau yang datang padanya,
sehingga tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam tersebut.
Benda hitam yang sempurna sangat
sukar didapatkan. Suatu lubang kecil
pada sebuah benda berongga dapat dianggap sebagai benda hitam sempurna. Ketika
benda berongga dipanaskan, elektron- elektron atau molekul-molekul pada dinding
rongga mendapatkan tambahan energi sehingga bergerak dipercepat (Tim penyusun, 2016).
Pada percobaan ini
dilakukan dengan cara mengukur suhu
mula-mula yang digunakan, kemudian mengukur intensitas cahaya dan posisi kubus
terhadap bidang masing-masing kubus (Alumunium, Hitam, Berongga, dan Putih) menggunakan software Pasco Capstone untuk
menentukan emisivitas tiap bidang kubus. Pada tiap bidang kubus dilakukan
pengambilan data sebayak dua kali yaitu pada suhu 30oC dan suhu 50oC.
Dari hasil percobaan
yang dilakukan besar intensitas cahaya rata-rata pada bidang kubus sisi hitam dengan suhu 30oC dan suhu 50oC berturut-turut intensitasnya yaitu 2,4 % dan 1,639583 %. Pada bidang kubus sisi aluminium dengan suhu 30oC dan suhu 50oC berturut-turut nilai intensitasnya
yaitu 1,681818 % dan 1,603947
%. Untuk bidang
kubus Berongga dengan suhu 30oC dan
suhu 50oC
intensitasnya berturut-turut yaitu 2,08 % dan 2,2 %. Dan pada bidang kubus Putih dengan suhu 30oC
dan suhu 50oC intensitasnya
berturut-turut yaitu 1,598851 % dan 1,535955 %. Besar
emisivitas pada bidang kubus sisi hitam dengan suhu 30oC dan suhu 50oC berturut-turut
yaitu 1,26296 dan 0,532986. Besar emisivitas pada bidang
kubus sisi Aluminium dengan suhu 30oC dan suhu 50oC berturut-turut
yaitu 0,631313 dan 0,503289, dan besar emisivitas pada bidang
kubus sisi
Putih dengan suhu 30oC dan
suhu 50oC berturut-turut yaitu 0,554491 dan 0,446629. Sedangkan berdasarkan hubungan grafik antara
intensitas dan posisi, diperoleh posisi
tertinggi pada bidang kubus Berongga dengan suhu 30oC dan suhu 50oC berturut-turut yaitu 0,3771 m dan 0,3770 m. Posisi
tertinggi pada bidang kubus Hitam dengan suhu 30oC dan suhu 50oC berturut-turut
yaitu 0,3704 m dan 0,3543 m. Posisi tertinggi pada bidang kubus sisi aluminium dengan suhu 30oC dan suhu 50oC berturut-turut
yaitu 0,3588 m dan 0,3548 m. Dan Posisi tertinggi pada
bidang kubus putih dengan suhu 30oC
dan suhu 50oC berturut-turut yaitu 0,3705 m. dan 0,3704.
Dari hasil tersebut dapat diketahui
bahwa intensitas tertinggi pada suhu 30oC dimiliki oleh kubus pada
bidang hitam sedangkan intensitas tertinggi pada suhu 50oC dimiliki
oleh kubus pada bidang alumunium.
Adapun grafik hubungan antara intensitas cahaya
terhadap posisi yang diperoleh dari percobaan ini untuk masing-masing sisi
kubus ialah berbanding lurus dimana semakin besar posisi dengan sudut suatu benda sensor cahaya terhadap
kubus, maka intensitas cahaya yang diperoleh akan semakin besar dan apabila
sensor cahaya menjauh maka intensitas cahaya yang diperoleh akan semakin kecil.
Hal ini disebabkan karena pada posisi yang sangat jauh dari kubus berongga pada
benda sangat lambat dalam memancarkan radiasinya dan apabila dekat benda akan
semakin cepat dalam memancarkan radiasinya sehingga posisi sangat berpengaruh
terhadap intensitas cahaya.
Percobaan ini jika
dibandingkan dengan literatur menurut M. Ali Yaz (2007), sudah hampir sesuai, karena menurut beliau
bahwa, benda hitam sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi yang datang
padanya dimana tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam dan
benda yang terang sebagai sebuah benda yang mampu memancarkan radiasi yang
datang padanya dimana hanya sedikit radiasi yang dipancarkan. Adapun mungkin
sebagian hasil yang kurang sesuai mungkin disebabkan karena kurangnya
ketelitian praktikan, sehingga mempengaruhi data yang di dapatkan.
BAB
V
PENUTUP
5.1
kesimpulan
Adapun kesimpulan pada
percobaan ini yaitu:
1.
Hubungan antara
intensitas radiasi pada kubus berongga terhadap bidang kubus setiap bahan yaitu
semakin gelap warna bidang dari sisi kubus maka akan semakin besar penyerapan
intensitas radiasinya, dan semakin terang warna sisi kubus maka penyerapan
intensitas radiasi akan semakin berkurang. Sedangkan pada grafik
hubungan antara intensitas dan posisi pada suhu 300 C dan suhu 500 C pada kubus
berongga, hitam, aluminium dan putih di peroleh titik puncak posisi
berturut-turut yaitu 0,3771 m dan 0,3770 m, 0,3704 m dan 0,3543 m, 0,3588 m dan 0,3548 m, serta 0,3705 m. dan 0,3704.
2.
Besar emisivitas pada sisi hitam 30oC dan 50oC
berturut- turut yaitu 1,26296 dan 0,532986. Pada sisi kubus aluminium 30oC dan 50oC
berturut- turut yaitu 0,631313 dan 0,503289. Pada sisi kubus putih 30oC dan 50oC
berturut- turut yaitu 0,554491 dan 0,446629.
5.2
Saran
Sebaiknya
sebelum melakukan praktikum semuanya dalam kondisi yang benar-benar siap, baik itu alat percobaan, asisten maupun
praktikan.
DAFTAR PUSTAKA
Holman, J.P. 1994. “Perpindahan
Kalor”(terjemahan) oleh Ir. E. Jasjfi. Jakarta : Erlangga.
Jumshidi, Mohammad. 1980. Applicationof Fuzzy Logic, Prentice-Hall
Internasional. New Jersey : Inc.
Krane, K. 1992. Fisika Modern. Jakarta: UI Press.
M. Ali Yaz. 2007. Fisika 3. Yogyakarta : Yudhistira.
Oxtoby,
Gillis, Nachtrieb. 2003. Prinsip –
Prinsip Kimia Modern Edisi Keempat
Jilid Dua. Jakarta : Airlangga.
Tim Penyusun. 2016. Modul Eksperimen Fisika Moderen. Palu:
UNTAD.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar