Perkembangan teori tentang
radiasi mengalami perubahan besar pada
saat Planck menyampaikan teorinya tentang radiasi benda hitam. Planck mulai
bekerja pada tahun 1900. Planck mulai mempelajari
sifat dasar dari getaran molekul-molekul pada dinding rongga benda hitam. Dari
hasil pengamatannya Planck membuat simpulan sebagai berikut.
Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan
energinya secara diskontinu (diskrit) berupa paket-paket energi. Paket-paket
energi ini dinamakan kuanta (sekarang dikenal sebagai foton).
Energi setiap foton sebanding
dengan frekuensi gelombang radiasi dan dapat dituliskan :
E = h f
dengan :
E = energi foton (joule)
f
= frekuensi foton (Hz)
h
= tetapan Planck (h = 6,6.10-34
Js)
Jika suatu gelombang elektromegnetik seperti cahaya memiliki
banyak foton maka energinya memenuhi hubungan berikut.
E = nhf
Persamaan yang sangat berkaitan dengan hubungan di atas
adalah kecepatan cahaya : c = λ .f.
Besarnya c = 3. 108 m/s. Pandangan Planck inilah yang dapat
merombak pandangan fisika klasik dan mulai saat itu diakui sebagai batas
munculnya teori modern dan dikenal dengan teori kuantum Planck.
Hipotesis kuantum Planck telah
berhasil memadukan teori Wien dan Rayleigh-Jeans. Gambar berikut memperlihatkan perbandingan teori Wien, Rayleigh-Jeans, dan Max Planck untuk menjelaskan radiasi
benda hitam. Akan tetapi, meskipun berhasil menjelaskan radiasi benda hitam,
hipotesis kuantum Planck tidak begitu menarik bagi para ilmuwan sebelum Einstein menggunakannya
untuk menjelaskan efek fotolistrik.
CONTOH 3
Sinar jingga dengan panjang gelombang 6600 Å dipancarkan
dari suatu benda hitam yang mengalami radiasi. Tentukan energi foton yang terkandung pada sinar jingga
tersebut?
Penyelesaian
λ = 6600 Å =
6,6.10-7 m
c = 3.108
m/s
h = 6,6.10-34
Js
Kuanta energi sinar jingga memenuhi :
c 3.108
E = hf = h ------- = -------------- = 3.10-19 joule
λ
6,6.10-7
LATIHAN SOAL
Cahaya yang
dipancarkan melalui radiasi benda hitam memiliki panjang gelombang 330 nm.
Tentukan :
a. energi foton dari cahaya tersebut,
b. jumlah foton jika energinya sebesar 12. 10 -6joule.