Penerapan Radiasi Benda Hitam

Setelah kita membahas konsep radiasi benda hitam, kali ini kita akan mempelajari penerapannya. Dengan menggunakan prinsip radiasi benda hitam, kita dapat menentukan daya yang dipancarkan oleh matahari, suhu matahari, dan radiasi yang dipancarkan oleh tubuh manusia.

 

Penentuan Suhu Permukaan Matahari

Suhu permukaan matahari atau bintang dapat ditentukan dengan mengukur daya radiasi matahari yang diterima bumi. Dengan menggunakan hukum Stefan-Boltzmann, total daya yang dipancarkan oleh matahari adalah:

P_M = I.A

Jika diketahui:

I = e . σ . T_M⁴

A = luas permukaan matahari = 4πR_M

e = 1

maka :    P_M = e . σ . T_M⁴4πR_M

Matahari memancarkan daya yang sama ke segala arah. Dengan demikian bumi hanya menyerap sebagian kecil, yaitu:

Keterangan:

P_M       : daya yang dipancarkan matahari (watt)

T_M        : suhu permukaan matahari (K)

RM      : jari – jari matahari (m)

σT_M⁴    : laju radiasi matahari (watt/m²)

P_abs     : daya yang diserap bumi (watt)

R            : jari-jari bumi (m)

D         :jarak matahari ke bumi (m)

Meskipun bumi hanya menyerap sebagian daya dari matahari, namun bumi mampu memancarkan daya ke segala arah. Besar daya yang dipancarkan bumi adalah:

Keterangan:

P_emt : daya yang dipancarkan bumi (watt)

TB : suhu permukaan bumi (K)

Misalnya bumi berada dalam kesetimbangan termal maka daya yang diserap bumi sama dengan daya yang dipancarkan. Dengan demikian suhu permukaan matahari adalah: