Radiasi benda-hitam

Radiasi benda-hitam adalah 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. Diasumsikan demi perhitungan dan teori berada pada suhu konstan dan seragam.

Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar kalor radiasi sempurna (efisiensi 100%). Besar energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan benda hitam dalam bentuk radiasi kalor setiap satuan waktu sebanding dengan luas permukaan dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak benda itu.

Radiasi ini memiliki spektrum dan intensitas spesifik yang bergantung hanya benda temperatur benda.^[1][2][3][4]

Radiasi panas yang dilepaskan spontan oleh banyak benda dapat diperkirakan sebagai radiasi benda hitam. Sebuah daerah terinsulasi sempurna yang berada pada kesetimbangan termal secara internal berisi radiasi benda-hitam dan akan melepaskannya melalui lubang yang dibuat pada dinding, lubang dibuat kecil sehingga tidak berpengaruh pada kesetimbangan.

Benda-hitam pada suhu ruang terlihat hitam, karena semua energi yang ia radiasikan adalah inframerah dan tak dapat dilihat mata manusia. Karena mata manusia tak dapat melihat warna pada intensitas cahaya sangat rendah, sebuah benda hitam jika dilihat dalam gelap terlihat berwarna abu-abu (namun ini hanya karena mata manusia hanya sensitif terhadap hitam dan putih pada intensitas cahaya sangat rendah- pada kenyataanya, frekuensi cahaya pada range terlihat tetaplah berwarna merah), meski spektrum puncaknya berada pada kisaran inframerah.^[5] Jika sedikit dipanaskan, warnanya terlihat merah tua. Jika temperatur dinaikkan terus maka menjadi biru-putih.

Meski planet dan bintang tidak berada pada kesetimbangan termal dengan sekitarnya dan juga bukanlah benda hitam sempurna, radiasi benda-hitam digunakan pertama kali sebagai perkiraan untuk energi yang mereka lepas.^[6] Lubang hitam adalah benda hitam yang mendekati sempurna, karena ia menyerap semua radiasi yang datang padanya. Telah diajukan bahwa mereka melepas radiasi benda hitam (disebut radiasi Hawking), dengan suhu tergantung massa lubang hitam.^[7]

Istilah benda hitam pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Kirchhoff tahun 1860. Radiasi benda-hitam disebut juga radiasi sempurna atau radiasi temperatur atau radiasi termal.

1. ^ Loudon 2000, Chapter 1.
2. ^ Mandel & Wolf 1995, Chapter 13.
3. ^ Kondepudi & Prigogine 1998, Chapter 11.
4. ^ Landsberg 1990, Chapter 13.
5. ^ Partington, J.R. (1949), p. 466.
6. ^ Ian Morison (2008). Introduction to Astronomy and Cosmology. J Wiley & Sons. hlm. 48. ISBN 0-470-03333-9. 
7. ^ Alessandro Fabbri; José Navarro-Salas (2005). "Chapter 1: Introduction". Modeling black hole evaporation. Imperial College Press. ISBN 1-86094-527-9.