Boson Higgs

Boson Higgs adalah partikel dasar masif hipotetis yang diperkirakan ada sesuai Model Standar (MS) fisika partikel. Keberadaannya diyakini sebagai tanda-tanda penyelesaian atas sejumlah inkonsistensi pada Model Standar. Eksperimen untuk menemukan partikel ini sedang dilakukan dengan menggunakan Large Hadron Collider (LHC) di CERN, serta di Tevatron Fermilab sampai Tevatron ditutup pada akhir 2011. Pada 12 Desember 2011, kolaborasi ATLAS di LHC menemukan bahwa massa boson Higgs yang beragam mulai dari 145 sampai 206 GeV ditiadakan dengan tingkat keyakinan 95%. Kolaborasi CMS di LHC akan diumumkan pada 13 Desember.

Boson Higgs adalah satu-satunya partikel dasar prediksi Model Standar yang belum diamati dalam eksperimen fisika partikel. Partikel ini adalah bagian integral dari mekanisme Higgs, bagian dari Model Standar yang menjelaskan bagaimana sebagian besar partikel dasar yang telah diketahui memperoleh massanya. Misalnya, mekanisme Higgs akan menjelaskan mengapa boson W dan Z, yang menjadi perantara interaksi lemah, memiliki massa sementara foton, yang menjadi perantara elektromagnetisme, tidak memiliki massa. Boson Higgs diperkirakan termasuk dalam kelas partikel boson skalar (boson adalah partikel dengan putaran integer, dan boson skalar memiliki putaran 0.)

Teori yang tidak membutuhkan boson Higgs juga muncul dan akan dipertimbangkan jika keberadaan boson Higgs ditiadakan. Teori-teori tersebut disebut sebagai model nir-Higgs. Sejumlah teori menyatakan bahwa mekanisme apapun yang mampu menciptakan massa partikel dasar harus tampak dengan energi kurang dari 1,4 TeV; karena itu, LHC diharapkan mampu memberikan bukti eksperimental atas keberadaan atau ketidakberadaan boson Higgs.

Pada akhir 2011 sejumlah percobaan berangsur-angsur telah menekankan kisaran massa sekitar 125 GeV/c2. Pada tanggal 4 Juli 2012, tim eksperimen CMS dan ATLAS pada Large Hadron Collider secara independen mengumumkan bahwa mereka mengkonfirmasi penemuan boson yang belum diketahui sebelumnya dengan massa antara 125-127 GeV/c2, yang peri lakunya sejauh ini "konsisten" dengan boson Higgs, sambil menambahkan catatan hati-hati bahwa data dan analisis lebih lanjut diperlukan sebelum mendapatkan identifikasi positif boson tersebut sebagai sejenis boson Higgs.

Reff: https://id.wikipedia.org/wiki/Boson_Higgs

APA ITU PARTIKEL

Partikel merupakan sebuah istilah yang kerap digunakan oleh para fisikawan maupun kimiawan dalam mempelajari sebuah material atau zat. pada kesempatan ini kita akan membahas salah satu bagian terkecil sebuah materi yang disebut partikel.

Ilmu fisika merupakan ilmu yang mempelajari gejala-gejala alam yang terjadi. Di dalam fisika terdapat cabang-cabang ilmu yang lebih terkhusus lagi seperti fisika zat padat yang khusus mempelajari zat pada beserta perilaku dan ciri-cirinya. 

Dalam ilmu fisika partikel, partikel disebut sebagai satuan dasar suatu benda atau energi sebagai contoh dalam fisika yaitu partikel alpha, beta, gamma, proton, neutron, elektron, deutron, triton, quarks, pion dan yang terbaru adalah partikel Boson Higgs. Sedangkan dalam kimia koloid sering kita temuan istlah kimia koloid, fase koloid, dll.

TEORI ATON DALTON

Teori atom Dalton.

Salam pengetahuan bagi teman-teman yang masih setia macari ilmu terutama ilmu eksakta di bidang fisika dan kimia. Dalam artikel tentang penjelasan teori atom dalton kami akan memberikan penjelasan yang cukup jelas mengenai struktur atom yang pernah di tawarkan oleh Jhon Dalton. Teori atom ini sangat fenomenal pada saat itu. 

Mendahului pembahasan tentang teori atom dalton maka kita harus mengenal siapa penemunya terlebih dahulu. Baca artikel tentang Jhon Dalton.

Semua materi yang ada di dunia ini merupakan perwujudan dari gabungan beberapa atom yang terstuktur. Keteraturan struktur atom ini sangat mempengaruhi bentuk atau tampilan dari sebuah materi.

Pada 1808,(abad 19)  ilmuan berkebangsaan inggris, John Dalton mengemukakan sebuah teori tentang materi atom yang dipubllikasikan dalam A New System of Chemical Philosiphy. Berdasarkan penelitian dan hasil- hasil perbandingannya, Dalton menyimpulkan sebagai berikut :

Kesimpula Dari eksperimen Dalton

Materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi.

Semua atom dari unsur kimia tertentu memiliki massa dan sifat yang sama.

Unsur kimia yang berbeda akan memiliki jenis atom yang berbeda.

Selama reaksi kimia, atom- atom hanya dapat bergabung dan dipecah menjadi atom- atom yang terpisah, tetapi atom tidak dapat dihancurkan dan tidak dapat diubah selama reaksi kimia tersebut.

Suatu senyawa terbentuk dari unsur- unsurnya melalui penggabungan atom tidak sejenis dengan perbandingan yang sederhana.

Ciri-Ciri Model Atom Dalton

Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil 

Atom meruakan partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi 

Atom suatu unsur sama memiliki sifat yang sama, sedangkan atom unsur berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya. 

Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain 

Reaksi kimia hanyalah reorganisasi dari atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia. 

Kelebihan Model Atom Dalton dan Kelemahan Model Atom Dalton 

Teori Atom Dalton mempunyai beberapa kelemahan bila ditinjau dari teoi atom modern. berbagai kelemahan teori atom Dalton adalah sebagai berikut :

Kelebihan Kelemahan Model Atom Dalton 

Kelebihan

Teori atom dalton merupakan teori pokok yang membuat ilmuan lain tertarik untuk mempelajari atom secara mendalam sehingga terdapat model-model atom yang lebih kompleks. 

Kelemahan

a. Dalton menerangkan bahwa atom tidak bisa dibagi lagi. Ternyata, seiring perkembangan ilmu dan teknologi, diketahui bahwa atom terbentuk dari partikel dasar yang lebih kecil daripada atom, yaitu elektron, proton, dan neutron.

b. Dalton beranggapan bahwa atom tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan. ternyata, dengn menggunakan reaksi nulkir, satu atom dapat diubah menjadi aom unsur lainnya.

c. Dalton berpendapat bahwa atom pada suatu unsur memiliki kesamaan dalam berbagai hal ( massa, ukran, dan bentuk). Kini, telah dibuktikan adanya isotop, yakni atom yang sama mempunyai kesamaan nomor atom, tetapi nomor massanya berbeda.

d. menurut Dalton, perbandigan unsur dalam suatu senyawa memiliki perbandingan bilangan yang bulat dan sederhana. Namun, kini banyak ditemui senyawa dengan perbandingan bilangan yang tidak bulat dan tidak sederhana. Sebagai conohnya ialah senyawa C18H35O2Na.

Konsep atom Dalton jauh lebih terperinci daripada dan spesifik daripada konsep Democritus. Hipotesis pertama menyatakan bahwa atom dari unsur yang satu berbeda degan atom dari unsur yang lain . Dalton tidak mencoba untuk menggambarkan struktur atau susunan atom-atom - dia tidak mempunyai gambaran seperti apa sebenarnya atom itu.Tetapi dia menyadari bahwa perbedaan sifat yang ditunjukkan oleh unsur -unsur seperti hidrogen dan oksigen yang dapat dijelaskan dengan mengasumsikan bahwa atom-atom hidrogen tidak sama dengan atom-atom oksigen. Hipotesis kedua menyatakan bahwa untuk membentuk suatu senyawa, kita tidak hanya membutuhkan atom-atom dari unsur yang sesuai, tetapi juga jumlah yang spesifik dari atom-atom ini. Gagasan ini merupakan perluasan dari suatu hukum yang dipublikasikan pada tahun 1799 oleh seorang kimiawan Perancis Josept Prous.

Seomoga artikel "Teori atom Dalton" ini menjadi referensi buat teman-teman dalam melengkapi pustaka pengetahuan yang anda miliki.

PENGUKURAN e/m BERDASARKAN PERCOBAAN J.J THOMPSON

Pengukuran e/m Berdasarkan Percobaan J.J Thompson.

PENDAHULUAN

Sinar katoda bukan “makhluk” yang langka lagi pada tahun 1897. Sinar ini telah ditemukan hampir tiga puluh tahun sebelumnya. Namun demikian, karakteristiknya belumlah diketahui secara jelas pada masa-masa awal penemuannya. Terdapat sejumlah bukti ilmiah tentang sinar katode ini yang kelihatannya bertentangan. Beberapa peneliti menggunakan jenis sinar ini untuk memberikan muatan pada partikel, misalnya pada ion dalam proses elektrolisis.Heinrich Hertz menemukan bahwa ternyata jenis sinar tersebut tidak dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet sebagaimana yang seharusnya jika sinar tersebut merupakan muatan-muatan yang bergerak. Hertz kemudian menggolongkannya sebagai gelombang elektromagnetik. Tahun 1897,Joseph John Thompson, beserta Wiechert dan Kaufmann, dengan eksperimen masing-masing, menemukan bahwa sinar katode sesungguhnya adalah partikel bermuatan yang memiliki sifat aneh. Keanehan ini terletak pada fakta bahwa rasio massa terhadap muatannya memiliki orde 1000 kali lebih kecil dibandingkan ion yang paling ringan, ion hydrogen [2].Setelah elektron ditemukan oleh Thomson, dan diketahui sifat-sifatnya, banyak ditemukan dan dikembangkan alat-alat yang menggunakan dasar emisi atau pemancaran elektron, misalnya lampu-lampu reklame, lampu neon, televisi, dan lain-lain. Berawal dari sinilah eksperimen “Pengukuran e/m berdasarkan percobaan J.J. Thompson” perlu dilakukan.

Pengukuran e/m Berdasarkan Percobaan J.J Thompson ini bertujuan untuk mengetahui prinsip percobaan J.J. Thompson (1879) dan menentukan nilai e/m untuk partikel elektron. Eksperimen ini dilakukan dengan mempercepat berkas elektron melalui sebuah potensial yang besarnya diketahui. Sepasang kumparan Helmholtz digunakan untuk menghasilkan medan magnet seragam pada arah tegak lurus dengan berkas electron sehingga medan magnet ini menyimpangkan berkas elektron secara melingkar.

 TEORI

Pada tahun 1895 Jean Perrin seorang sarjana Prancis menemukan sifat lain dalam percobaannya, yaitu bahwa sinar katoda terdiri atas arus muatan negative yang keluar dari katoda. Hal ini didapatkan dengan menganalisis arah pembelokan sinar katoda saat didekatkan sebuah kutub magnet. Dengan demikian, sinar katoda juga dibelokkan oleh medan listrik. Penelitian tentang sinar katoda yangdirintis oleh Perrin dilanjutkan oleh beberapa orang sarjana antara lain William Crookes dan Joseph Thompson. Thompson berhasil menunjukkan bahwa partikel-partikel sinar katoda jauh lebih ringan daripada atom dan berada di semua bentuk benda [3]. Dalam eksperimen ini, berkas elektron dipengaruhi oleh gaya magnetik Fm. Gaya magnetik tersebutberperan sebagai gaya sentrifugal Fs. Oleh karena itu dengan menyamakan kedua gaya tersebut kita dapat menuliskan persamaan,

e/m=v/B.r     (1)

di mana  v= kecepatan elektron (m/s), B= rapat fluks magnet (T) dan r = jejari berkas elektron (m). Elektron dipercepat melalui potensial pemercepat V, dengan demikian energi kinetik elektron adalah,

e.V=1/2*mv^2      (2)

Kecepatan elektron menjadi:

v= (2.e.V/m)^1/2    (3)

Dalam percobaan ini digunakan persamaan akhir untuk analisis data, di mana:

e/m = 2V/B^2.r^2

Dengan,V= Potensial pemercepat (v), B= Kuat medan magnet = 7,80 x 10^-4 x I (Wb/m^2), a=Jejari kumparan Helmholtz (m), 

EFEK FOTOLISTRIK

Efek fotolistrik adalah pengeluaran elektron dari suatu permukaan (biasanya logam) ketika dikenai, dan menyerap, radiasi elektromagnetik (seperti cahaya tampak dan radiasi ultraungu) yang berada di atas frekuensi ambang tergantung pada jenis permukaan. Sebelum melanjutkan membaca, bantu kami untuk klik gambar di samping. Istilah lama untuk efek fotolistrik adalah efek Hertz (yang saat ini tidak digunakan lagi). Hertz mengamati dan kemudian menunjukkan bahwa elektrode diterangi dengan sinar ultraviolet menciptakan bunga api listrik lebih mudah.

Efek fotolistrik membutuhkan foton dengan energi dari beberapa electronvolts sampai lebih dari 1 MeV unsur yang nomor atomnya tinggi. Studi efek fotolistrik menyebabkan langkah-langkah penting dalam memahami sifat kuantum cahaya, elektron dan mempengaruhi pembentukan konsep Dualitas gelombang-partikel. fenomena di mana cahaya mempengaruhi gerakan muatan listrik termasuk efek fotokonduktif (juga dikenal sebagai fotokonduktivitas atau photoresistivity), efek fotovoltaik , dan efek fotoelektrokimia.

Sejarah

Pada tahun 1899, Joseph John Thomson meneliti cahaya ultraungu dalam tabung sinar katode. Dipengaruhi oleh kerja James Clerk Maxwell, Thomson menyimpulkan bahwa sinar katode terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif, yang dia sebut corpuscles (belakangan disebut "elektron"). Dalam penelitian tersebut, Thomson menempatkan pelat logam (yaitu, katode) dalam tabung hampa, dan menyinarinya dengan radiasi frekuensi tinggi.

Efek Fotolistrik

Ketika seberkas cahaya dikenakan pada logam, ada elektron yang keluar dari permukaan logam. Gejala ini disebut efek fotolistrik. Efek fotolistrik diamati melalui prosedur sebagai berikut. Dua buah pelat logam (lempengan logam tipis) yang terpisah ditempatkan di dalam tabung hampa udara. Di luar tabung kedua pelat ini dihubungkan satu sama lain dengan kawat. Mula-mula tidak ada arus yang mengalir karena kedua plat terpisah. Ketika cahaya yang sesuai dikenakan kepada salah satu pelat, arus listrik terdeteksi pada kawat. Ini terjadi akibat adanya elektron-elektron yang lepas dari satu pelat dan menuju ke pelat lain secara bersama-sama membentuk arus listrik.

Hasil pengamatan terhadap gejala efek fotolistrik memunculkan sejumlah fakta yang merupakan karakteristik dari efek fotolistrik. Karakteristik itu adalah sebagai berikut.

1. hanya cahaya yang sesuai (yang memiliki frekuensi yang lebih besar dari frekuensi tertentu saja) yang memungkinkan lepasnya elektron dari pelat logam atau menyebabkan terjadi efek fotolistrik (yang ditandai dengan terdeteksinya arus listrik pada kawat). Frekuensi tertentu dari cahaya dimana elektron terlepas dari permukaan logam disebut frekuensi ambang logam. Frekuensi ini berbeda-beda untuk setiap logam dan merupakan karakteristik dari logam itu.
2. ketika cahaya yang digunakan dapat menghasilkan efek fotolistrik, penambahan intensitas cahaya dibarengi pula dengan pertambahan jumlah elektron yang terlepas dari pelat logam (yang ditandai dengan arus listrik yang bertambah besar). Tetapi, Efek fotolistrik tidak terjadi untuk cahaya dengan frekuensi yang lebih kecil dari frekuensi ambang meskipun intensitas cahaya diperbesar.
3. ketika terjadi efek fotolistrik, arus listrik terdeteksi pada rangkaian kawat segera setelah cahaya yang sesuai disinari pada pelat logam. Ini berarti hampir tidak ada selang waktu elektron terbebas dari permukaan logam setelah logam disinari cahaya.

Karakteristik dari efek fotolistrik di atas tidak dapat dijelaskan menggunakan teori gelombang cahaya. Diperlukan cara pandang baru dalam mendeskripsikan cahaya dimana cahaya tidak dipandang sebagai gelombang yang dapat memiliki energi yang kontinu melainkan cahaya sebagai partikel.

Perangkat teori yang menggambarkan cahaya bukan sebagai gelombang tersedia melalui konsep energi diskrit atau terkuantisasi yang dikembangkan oleh Planck dan terbukti sesuai untuk menjelaskan spektrum radiasi kalor benda hitam. Konsep energi yang terkuantisasi ini digunakan oleh Einstein untuk menjelaskan terjadinya efek fotolistrik. Di sini, cahaya dipandang sebagai kuantum energi yang hanya memiliki energi yang diskrit bukan kontinu yang dinyatakan sebagai 

E = hf.

Konsep penting yang dikemukakan Einstein sebagai latar belakang terjadinya efek fotolistrik adalah bahwa satu elektron menyerap satu kuantum energi. Satu kuantum energi yang diserap elektron digunakan untuk lepas dari logam dan untuk bergerak ke pelat logam yang lain. Hal ini dapat dituliskan sebagai

Energi cahaya = Energi ambang + Energi kinetik maksimum elektron

E = Wo + Ekm

hf = hfo + Ekm

Ekm = hf – hfo

Persamaan ini disebut persamaan efek fotolistrik Einstein. Perlu diperhatikan bahwa Wo adalah energi ambang logam atau fungsi kerja logam, fo adalah frekuensi ambang logam, f adalah frekuensi cahaya yang digunakan, dan Ekm adalah energi kinetik maksimum elektron yang lepas dari logam dan bergerak ke pelat logam yang lain. Dalam bentuk lain persamaan efek fotolistrik dapat ditulis sebagai

Dimana m adalah massa elektron dan ve adalah dan kecepatan elektron. Satuan energi dalam SI adalah joule (J) dan frekuensi adalah hertz (Hz). Tetapi, fungsi kerja logam biasanya dinyatakan dalam satuan elektron volt (eV) sehingga perlu diingat bahwa 1 eV = 1,6 × 10^−19 J.

Mekanisme Emisi

Foton dari sinar memiliki energi karakteristik yang ditentukan oleh frekuensi cahaya. Dalam proses photoemission, jika elektron dalam beberapa bahan menyerap energi dari satu foton dan dengan demikian memiliki lebih banyak energi daripada fungsi kerja (energi ikat elektron) dari materi, itu dikeluarkan. Jika energi foton terlalu rendah, elektron tidak bisa keluar dari materi. Peningkatan intensitas sinar meningkatkan jumlah foton dalam berkas cahaya, dan dengan demikian meningkatkan jumlah elektron, tetapi tidak meningkatkan energi setiap elektron yang dimemiliki. Energi dari elektron yang dipancarkan tidak tergantung pada intensitas cahaya yang masuk, tetapi hanya pada energi atau frekuensi foton individual. Ini adalah interaksi antara foton dan elektron terluar.

Elektron dapat menyerap energi dari foton ketika disinari, tetapi mereka biasanya mengikuti prinsip "semua atau tidak" . Semua energi dari satu foton harus diserap dan digunakan untuk membebaskan satu elektron dari atom yang mengikat, atau energi dipancarkan kembali. Jika energi foton diserap, sebagian energi membebaskan elektron dari atom, dan sisanya dikontribusi untuk energi kinetik elektron sebagai partikel bebas.

Tidak ada elektron yang dilepaskan oleh radiasi di bawah frekuensi ambang, karena elektron tidak mendapatkan energi yang cukup untuk mengatasi ikatan atom. Elektron yang dipancarkan biasanya disebut fotoelektron dalam banyak buku pelajaran.

Efek fotolistrik banyak membantu penduaan gelombang-partikel, dimana sistem fisika (seperti foton dalam kasus ini) dapat menunjukkan kedua sifat dan kelakuan seperti-gelombang dan seperti-partikel, sebuah konsep yang banyak digunakan oleh pencipta mekanika kuantum. Efek fotolistrik dijelaskan secara matematis oleh Albert Einstein yang memperluas kuanta yang dikembangkan oleh Max Planck.

Hukum emisi fotolistrik:

Untuk logam dan radiasi tertentu, jumlah fotoelektro yang dikeluarkan berbanding lurus dengan intensitas cahaya yg digunakan.

Untuk logam tertentu, terdapat frekuensi minimum radiasi. di bawah frekuensi ini fotoelektron tidak bisa dipancarkan.

Di atas frekuensi tersebut, energi kinetik yang dipancarkan fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya, namun bergantung pada frekuensi cahaya.

Perbedaan waktu dari radiasi dan pemancaran fotoelektron sangat kecil, kurang dari 10−9 detik.

Potensial Penghenti

Hubungan antara arus dan tegangan diterapkan menggambarkan sifat efek fotolistrik. Untuk diskusi, sumber cahaya menerangi P piring, dan lain elektrode pelat Q mengumpulkan setiap elektron yang dipancarkan. Kami bervariasi potensial antara P dan Q dan mengukur arus yang mengalir dalam sirkuit eksternal antara dua lempeng.

Jika frekuensi dan intensitas radiasi insiden adalah tetap, arus fotolistrik meningkat secara bertahap dengan peningkatan potensi positif sampai semua foto elektron yang dipancarkan dikumpulkan. Arus fotolistrik mencapai nilai saturasi dan tidak meningkatkan lebih lanjut untuk peningkatan potensi positif. Arus saturasi tergantung pada intensitas pencahayaan, tapi tidak panjang gelombang.

Jika kita menerapkan potensi negatif ke piring Q sehubungan dengan plat P dan secara bertahap meningkatkan itu, berkurang saat fotolistrik sampai nol, pada potensial negatif tertentu di piring Q. potensi negatif minimum yang diberikan ke piring Q di mana arus fotolistrik menjadi nol disebut potensial menghentikan atau memotong potensial. [7]

Untuk frekuensi yang diberikan radiasi insiden, potensi berhenti adalah independen dari intensitasnya.

Untuk frekuensi yang diberikan radiasi insiden, potensi Vo berhenti berhubungan dengan energi kinetik maksimum fotoelektron yang hanya berhenti dari T. piring mencapai Jika m adalah massa dan v adalah kecepatan maks maksimum fotoelektron dipancarkan, maka:

Kmax=1/2.m.v^2

Jika e adalah muatan pada elektron dan V 0 adalah potensial penahan, maka pekerjaan yang dilakukan oleh potensi perlambatan dalam menghentikan elektron = e V 0, yang memberikan:

1/2.m.v^2=e.Vo

Hubungan di atas menunjukkan bahwa kecepatan maksimum fotoelektron dipancarkan tidak tergantung pada intensitas cahaya insiden. Oleh karena itu,

Kmax = e.Vo

Tegangan menghentikan bervariasi secara linear dengan frekuensi cahaya, tapi tergantung pada jenis bahan. Untuk materi tertentu, ada frekuensi ambang yang harus dilampaui, independen dari intensitas cahaya, untuk mengamati emisi elektron.

Tiga Langkah Model

Dalam rezim sinar-X, efect fotolistrik dalam bahan kristal sering didekomposisi menjadi tiga langkah:

1. Inner efek fotolistrik (lihat diode di bawah). Lubang tertinggal dapat menimbulkan efek auger , yang terlihat bahkan ketika elektron tidak meninggalkan materi. Dalam padatan molekul fonon sangat antusias dalam langkah ini dan dapat terlihat sebagai garis dalam energi elektron akhir. The inner photoeffect has to be dipole allowed. Para photoeffect batin harus dipol diperbolehkan. Para aturan transisi untuk atom menerjemahkan melalui model ketat mengikat ke kristal. Mereka adalah serupa geometri untuk osilasi plasma dalam bahwa mereka harus transversal.
2. Balistik transportasi setengah dari elektron ke permukaan. Some electrons are scattered. Beberapa elektron tersebar.
3. Elektron melarikan diri dari bahan di permukaan.

Dalam model tiga langkah, elektron dapat mengambil beberapa jalur melalui tiga langkah. Semua jalan dapat mengganggu dalam arti formulasi jalan terpisahkan. Untuk negara permukaan dan molekul model tiga langkah apakah masih masuk akal bahkan beberapa sebagai yang paling atom memiliki elektron yang dapat menyebarkan beberapa elektron yang meninggalkan.

Referensi:

https://id.wikipedia.org/wiki/Efek_fotolistrik

https://aktifisika.wordpress.com/2010/02/22/sifat-partikel-dari-cahaya-efek-fotolistrik/

EFEK HALL

Salah satu percobaan dalam fisika kuantum adalah percobaan yang dilakukan oleh fisikawan Dr. Edwin Hall. Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. SebelumPercobaan ini merupakan percobaan yang sangat efeisien untuk dilakukan oleh para mahasiswa strata satu dalam mendalami teori fisika kuantum.

Efek Hall merupakan suatu peristiwa berbeloknya aliran listrik (elektron) dalam pelat konduktor karena pengaruh medan magnet. UGN3503 merupakan salah satu sensor yang bekerja dengan prinsip Efek Hall.

Sejarah Efek Hall

Pertama kali efek hall ditemukan oleh Dr. Edwin Hall pada tahun 1879 ketika beliau sedang mengambil gelar doktoralnya di Universitas Johns Hopkins di Baltimore. Dr. Hall menemukan bahwa jika sebuah magnet diletakan dan medan magnet tersebut tegak lurus dengan suatu permukaan pelat emas yang dialiri arus, maka timbul beda potensial pada ujung-ujung yang berlawanan. Beliau menemukan bahwa tegangan yang terjadi sebanding dengan besarnya arus yang mengalir dan densitas fluks atau induksi magnet yang tegak lurus tehadap pelat. Walaupun eksperimen Hall berhasil dan dapat diterima pada saat itu, belum ada aplikasi yang menggunakan efek hall sampai 70 tahun setelahnya.

Efek hall adalah suatu peristiwa berbeloknya aliran listrik (elektron) dalam pelat konduktor karena adanya pengaruh medan magnet. Ketika ada arus listrik yang mengalir pada devais efek hall yang ditempatkan dalam medan magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik. Medan listrik terus membesar hingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel menjadi sama dengan nol. Perbedaan potensial antara kedua sisi devais tersebut disebut potensial hall. Potensial hall ini sebanding dengan medan magnet dan arus listrik yang melalui devais. Berarti dalam menentukan besar potensial hall sangatlah bergantung pada besarnya medan magnet yang mengalir dalam rapat arus I yang dilewatkan dalam bahan konduktor.

Konstanta hall pada setiap bahan akan berbeda termasuk pada perak dan wolfram, konstanta hallnya akan berbeda. Dan adapun yang menyebabkan harga konstanta hall perak dan wolfram berbeda adalah karena jenis pembawa muatan yang berbeda, jika perak jenis pembawa muatannya adalah positif (hole) sedangkan wolfram jenis pembawa muatan negatif (elektron).

Gaya pada muatan bergerak dalam sebuah konduktor yang berada dalam medan magnet diperagakan oleh efek hall yakni sebuah efek yang analog dengan pembelokan transversal dari sebuah sinar elektron dalam sebuah medan magnet dalam ruang hampa.

Prinsip

Gaya Lorentz merupakan prinsip utama bekerjanya efek hall. Hal ini dapat dibuktikan ketika kita membuat sebuah penghantar konduktor berbentuk pelat dan diberi medan magnet yang dialiri arus listrik, maka gaya lorentz akan muncul.Ketika itu bagian atas pelat konduktor seolah-olah akan berjajar muatan positif, sedangkan muatan negatif akan mengalami gaya Lorentz ke arah bawah, maka pada bagian bawah pelat konduktor seolah-olah kaan berjajar muatan negatif (kutub negatif). Oleh karena itu akan timbul medan listrik dan beda potensial pada penghantar. 

Inilah beberapa ulasan singkat mengenai Efek Hall, semoga apa yang telah kami jelaskan dalam artikel kami yang berjudul "Efek Hall" ini dapat menjadi referensi bagi siapa saja yang ingin mempelajari Efek Hall ini.

Referensi:
https://id.wikipedia.org/wiki/Efek_Hall
http://nasrifiuin.blogspot.co.id/2013/05/efek-hall.html

RADIASI BENDA HITAM

Benda Hitam

Dalam fisika, benda hitam (bahasa Inggris black body) adalah obyek yang menyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang jatuh kepadanya. Sebelum melanjutkan kegiatan membaca anda, bantu kami untuk klik gambar di samping. Tidak ada radiasi yang dapat keluar atau dipantulkannya. Namun, dalam fisika klasik, secara teori benda hitam haruslah juga memancarkan seluruh panjang gelombang energi yang mungkin, karena hanya dari sinilah energi benda itu dapat diukur.

Meskipun namanya benda hitam, dia tidaklah harus benar-benar hitam karena dia juga memancarkan energi. Jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang dipancarkannya bergantung pada suhu benda hitam tersebut. Benda hitam dengan suhu di bawah sekitar 700 Kelvin hampir semua energinya dipancarkan dalam bentuk gelombang inframerah, sangat sedikit dalam panjang gelombang tampak. Semakin tinggi temperatur, semakin banyak energi yang dipancarkan dalam panjang gelombang tampak dimulai dari merah, jingga, kuning dan putih.

Istilah "benda hitam" pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff pada tahun 1862. Cahaya yang dipancarkan oleh benda hitam disebut radiasi benda hitam

Penjelasan

Dalam laboratorium, benda yang paling mendekati radiasi benda hitam adalah radiasi dari sebuah lubang kecil pada sebuah rongga. Cahaya apa pun yang memasuki lubang ini akan dipantulkan dan energinya diserap oleh dinding-dinding rongga berulang kali, tanpa memedulikan bahan dinding dan panjang gelombang radiasi yang masuk (selama panjang gelombang tersebut lebih kecil dibandingkan dengan diameter lubang). Lubang ini (bukan rongganya) adalah pendekatan dari sebuah benda hitam. Jika rongga dipanaskan, spektrum yang dipancarkan lubang akan merupakan spektrum kontinu dan tidak bergantung pada bahan pembuat rongga. Pancaran radiasinya mengikuti suatu kurva umum (lihat gambar). Berdasarkan hukum radiasi termal dari Kirchhoff kurva ini hanya bergantung pada suhu dinding rongga, dan setiap benda hitam akan mengikuti kurva ini.

Spektrum yang teramati tidak dapat dijelaskan dengan teori elektromagnetik klasik dan mekanika statistik. Teori ini meramalkan intensitasi yang tinggi pada panjang gelombang rendah (yaitu, frekuensi tinggi); suatu ramalan yang dikenal sebagai bencana ultraungu.

Masalah teoretis ini dipecahkan oleh Max Planck, yang menganggap bahwa radiasi elektromagnetik dapat merambat hanya dalam paket-paket, atau kuanta (lihat bencana ultraungu untuk rinciannya). Gagasan ini belakangan digunakan oleh Einstein untuk menjelaskan efek fotolistrik. Perkembangan teoretis ini akhirnya menyebabkan digantikannya teori elektromagnetik klasik dengan mekanika kuantum. Saat ini, paket-paket tersebut disebut foton.

Benda ada yang mudah menyerap radiasi, ada pula yang mudah memancarkan radiasi dan sebaliknya. Benda yang dapat menyerap seluruh radiasi yang diterimanya dan memancarkan seluruh radiasi yang dikeluarkannya disebut sebagai benda hitam. Benda hitam dimodelkan sebagai suatu rongga dengan celah bukaan yang sangat kecil. Jika ada radiasi yang masuk ke dalam rongga melalui lubang, radiasi tersebut akan dipantulkan berulang-ulang oleh dinding dalam rongga sehingga terserap habis energinya.

Tidak ada radiasi yang terpantul memancarkan keluar lubang karena lubang sangat kecil kecil. Jadi, rongga berlubang kecil ini berkelakuan sebagai benda hitam karena dapat menyerap seluruh radiasi yang diterimanya. Demikian pula jika rongga ini memancarkan radiasi, tak ada radiasi yang kembali ke rongga. Dengan demikian, rongga juga akan memancarkan seluruh energi yang dikeluarkannya.Dalam fisika, benda hitam (bahasa Inggris black body) adalah obyek yang menyerap seluruh radiasi yang jatuh kepadanya. Tidak ada radiasi yang dapat keluar atau dipantulkannya. Namun demikian, dalam fisika klasik, secara teori benda hitam haruslah juga memancarkan seluruh panjang gelombang energi yang mungkin, karena hanya dari sinilah energi benda itu dapat diukur.Meskipun namanya benda hitam, dia tidaklah harus benar-benar hitam karena dia juga memancarkan energi. Jumlah dan jenis radiasi yang dipancarkannya bergantung pada suhu benda hitam tersebut. Benda hitam dengan suhu di bawah sekitar 700 Kelvin hampir semua energinya dipancarkan dalam bentuk gelombang inframerah, sangat sedikit dalam panjang gelombang tampak. Semakin tinggi temperatur, semakin banyak energi yang dipancarkan dalam panjang gelombang tampak dimulai dari merah, jingga, kuning dan putih.Istilah "benda hitam" pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff pada tahun 1862. Cahaya yang dipancarkan oleh benda hitam disebut radiasi benda hitam.Permukaan benda hitam merupakan permukaan yang memiliki sifat sebagai pemancar atau penyerap radiasi yang sangat baik. Jika suhu permukaannya tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya, akan bersifat memancarkan radiasi. Akan tetapi, jika suhunya rendah, akan bersifat sebagai penyerap radiasi.

Benda hitam merupakan suatu sistem yang dapat menyerap semua radiasi kalor yang mengenai benda tersebut. Tetapi sebenarnya didalam kehidupan ini tidak ada benda hitam sempurna, sepeti definisi diatas. Namun, benda hitam dapat diasumsikan sebagai lubang kecil yang terdapat pada benda yang berongga.

Hukum Stefan-Boltzman

Pada tahun 1879 seorang ahli fisika dari Austria, Josef Stefan melakukan eksperimen untuk mengetahui karakter universal dari radiasi benda hitam. Ia menemukan bahwa daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat dirumuskan:

I = e σ T4

dengan I menyatakan intensitas radiasi pada permukaan benda hitam pada semua frekuensi, T adalah suhu mutlak benda, dan σ adalah tetapan Stefan-Boltzman, yang bernilai 5,67 × 10-8 Wm-2K-4. Gambar berikut memperlihatkan spektrum cahaya yang dipancarkan benda hitam sempurna pada beberapa suhu yang berbeda. Grafik tersebut memperlihatkan bahwa antara antara panjang gelombang yang diradiasikan dengan suhu benda memiliki hubungan yang sangat rumit.

Untuk kasus benda panas yang bukan benda hitam, akan memenuhi hukum yang sama, hanya diberi tambahan koefisien emisivitas yang lebih kecil daripada 1 sehingga:

I total = e.σ.T^ 4

Intensitas merupakan daya per satuan luas, maka persamaan diatas dapat ditulis sebagai:

dengan:

P = daya radiasi (W)

Q = energi kalor (J)

A = luas permukaan benda (m2)

e = koefisien emisivitas

T = suhu mutlak (K)

Beberapa tahun kemudian, berdasarkan teori gelombang elektromagnetik cahaya, Ludwig Boltzmann (1844 – 1906) secara teoritis menurunkan hukum yang diungkapkan oleh Joseph Stefan (1853 – 1893) dari gabungan termodinamika dan persamaan-persamaan Maxwell. Oleh karena itu, persamaan diatas dikenal juga sebagai Hukum Stefan-Boltzmann, yang berbunyi:

“Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam dalam satuan waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur termodinamikanya”.

2. Perumusan Rayleigh dan Jeans

Kurva yang didapatkan dari percobaan sebelumnya merupakan hasil yang empiris, yakni diperoleh dan disimpulkan sebagai hasil pengamatan atau percobaan. Pada masa itu para ilmuwan mencoba mencari penjelasan atas kenyataan empiris tersebut. Pada masa tersebut pula dua ilmuwan, yakni Lord Rayleigh (1842-1919) dan Sir James Hopward Jeans (1877-1946) mencoba menggunakan teori kinetik gas dalam fisika klasik untuk mengolah hasil empiris tersebut.

Menurut fisika klasik mengenai ekuipartisi energi, energi rata-rata setiap derajat kebebasan pada suhu T adalah ½ kT. Maka energi total untuk setiap getaran gelombang menjadi kT, dengan k adalah tetapan Stefan-Boltzmann.

Meskipun mustahil untuk dapat menghitung besarnya kecepatan setiap partikel gas dalam suatu ruang, teori maxwell dapat mengaitkan kecepatan setiap partikel tersebut terhadap banyaknya partikel di dalam suatu kotak dan dijabarkan melalui kurva distribusi Maxwell. Disini Rayleigh-Jeans melihat bahwa kurva yang dijabarkan oleh maxwell serupa dengan hasil yang diperoleh pada intensitas spektrum radiasi kalor Karena sebaran energi kinetik diwakili oleh sebaran kecepatan karena energi kinetik dapat dinyatakan dalam kecepatan. Oleh karena itu mereka beranggapan bahwa ada kemiripan antara sifat panas benda dan radiasi kalor.

Radiasi yang kecil berada dalam wilayah panjang gelombang ultraviolet.l mengecil. Penyimpangan persamaan Rayleigh-Jeans yang sangat jauh ini selanjutnya diberi istilah katastropi ultraviolet karena l mendekati nol. Hal ini sangat menyimpang dari hasil empiris yang menunjukkan bahwa intensitas akan mendekati nol jika l yang mengecil, intensitas akan membesar. Bahkan intensitas akan menuju tak hingga jika l yang besar. Akan tetapi hasil matematis yang didapatkan mereka untuk l mendekati tak hingga maka intensitas akan mendekati nol. Hal ini sesuai dengan hasil empiris untuk l yang membesar, intensitas akan semakin kecil dan jika lBerdasarkan prinsip ekuipartisi energi, persaman matematis yang didapatkan oleh Rayleigh dan Jeans.

Hal tersebut disebabkan mereka beranggapan bahwa energi yang dimiliki oleh setiap spektrum gelombang bersifat kotinu. Artinya, energi gelombang dapat memiliki sembarang nilai dalam batas yang ditentukan. Sehingga didapatkan nilai energi yang mungkin dengan jumlah yang tak terhingga. Dan anggapan tersebut menghasilkan suatu fungsi yang mengakibatkan ketidaksesuaian dengan hasil eksperimen pada panjang gelombang pendek.

Hukum pergesera wien

Bila suhu benda terus ditingkatkan, intensitas relative dari spectrum cahaya yang dipancarkan berubah. Ini menyebabkan pergeseran dalam warna-warna spectrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menaksir suhu suatu benda seperti pada gambar :

Grafik Pergeseran Wien

Gambar diatas menunjukkan grafik antara intensitas radiasi yang dipancarkan oleh suatu benda hitam terhadap panjang gelombang (grafik I – l ) pada berbagai suhu. Total energi kalor radiasi yang dipancarkan adalah sebanding dengan luas di bawag grafik. Tampak bahwa total energi kalor radiasi radiasi meningkat dengan meningkatnya suhu ( menurut hokum Stefan- Bolztman. Energi kalor sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak.

Radiasi kalor muncul sebanding suatau spectra kontinu, bukan spectra diskret seperti garis-garis terang yang dilihat dalam spectra nyala api. Atau garis-garis gelap yang dapat dilihat dalam cahaya matahari (garis Fraunhofer) (Spektra adalah bentuk tunggal spectrum) Sebagai gantinya, semua panjang gelombang hadir dalam distribusi energi kalor yang luas ini.  Jika suhu bendahitam meningkat, panjang gelombang untuk intensitas maksimum (lm) bergeser ke nilai panjang gelombang yang lebih pendek

Pengukuran spectra benda hitam menunjukkan bahwa panjang gelombang untuyk intensitas maksimum (lm) berkurang dengan meningkatnya suhu, seperti pada persamaan berikut :

λm = panjang gelombang dengan intensitas maksimum (m)

T = suhu mutlak benda hitam (K)

C = tetapan pergeseran Wien = 2,90 x 10-3 m K

Pada suhu yang lebih tinggi  (dalm orde 1000 K )  benda mulai berpijar merah, seperti besi dipanaskan. Pada suhu diatas 2000 K benda pijar kuning atau keputih-putihhan, seperti besi berpijar putih atau pijar putih dari filament lampu pijar.

Jika suatu benda padat dipanaskan maka benda itu akan memancarkan radiasi kalor. Pada suhu normal, kita tidak menyadari radiasi elektromagnetik ini karena intensitasnya rendah. Pada suhu lebih tinggi ada cukup radiasi inframerah yang tidak dapat kita lihat tetapi dapat kita rasakan panasnya jika kita mendekat ke benda tersebut.

 Teori Max Planck

Kegagalan teori Rayleigh-Jeans mendorong seorang fisikawan jerman Max Planck (1858-1947) untuk mencoba melakukan pendekatan lain.

Planck menyadari pentingnya untuk memasukkan konsep energi maksimum dalam perhitungan teoritis radiasi benda hitam. Menurut Planck, energi yang diserap atau yang dipancarkan oleh getaran-getaran yang timbul di dalam rongga benda hitam merupakan paket-paket atau kuanta. Besarnya energi setiap paket merupakan kelipatan bilangan asli dari hf dengan h adalah tetapan Planck yang besarnya 6,63 x 10¬¬¬-34 Js dan f adalah frekuensi paket energi. Secara matematis, perumusan Planck dapat dituliskan menjadi

E = nhf

dengan n adalah kelipatan bilangan asli.

Planck membuat aturan bahwa energi setiap modus getar tidak boleh lebih dari energi rata-rata yang dimiliki radiasi (kT). Akan tetapi, karena energi yang mungkin dimilki oleh modus getar nhf, berarti semakin tinggi frekuensi, semakin kecil kemungkinan untuk tidak melebihi kT.

Hubungan kuantum Planck menunjukkan bahwa ekuipartisi energi dan setiap jenis getaran memiliki energi total yang berbeda-beda. Menurut Planck, teori klasik gagal menjelaskan radiasi benda hitam pada panjang gelombang pendek karena pada daerah itu kuanta energinya sangat besar sehingga hanya sedikit jenis getaran yang tereksitasi. Berkurangnya jenis getaran yang tereksitasi mengakibatkan getaran tertekan dan radiasi akan menurun menuju nol pada frekuensi yang tinggi. Oleh karena itu rumus Planck dapat terhindar dari catastropi ultraviolet.

Persamaan yang menujukkan besarnya energi per satuan luas yang dipancarkan oleh suatu benda hitam yang terdistribusi diantara berbagai panjangnya telah diturunkan oleh Max Planck pada 1900 dengan menggunakan teori kuantum, yaitu sebagai berikut,

E=(2πc^2 h)/λ^2 [1/(e^(hc/λkT)-1)] 

Pada persamaan tersebut, c adalah kecepatan rambat cahaya, λ adalah panjang gelombang cahaya dan T adalah suhu mutlak permukaan benda hitam. Konstanta k dan h dihitung berdasarkan data eksperimen, yakni klPada persamaan tersebut, c adalah kecepatan rambat cahaya, 

k = 1,38 x 10-23 JK-1¬ (disebut konstanta Boltzmann) 

h = 6,63 x 10-34 Js (disebut konstanta Planck)

maks T = 2,898 x 10-3¬¬ mK.lmaks) dan suhu mutlak (T) suatu benda hitam telah diturunkan oleh Wien yang disebut sebagai hukum pergeseran wien, yaknilHubungan antara panjang gelombang energi maksimum.

Menurut Planck, atom-atom pada dinding rongga benda hitam memiliki sifat seperti osilator harmonik. Energi yang dimiliki oleh osilator-osilator harmonik tersebut hanya pada nilai-nilai f tertentu. Nilai-nilai tersebut merupakan kelipatan bilangan asli dari hf, yakni hf, 2hf, 3hf, dan seterusnya. Osilator harmonik tersebut tidak boleh memiliki energi selain harga-harga tersebut. Oleh Planck energi osilator itu dikatakan terkuantisasi.

Aplikasi Radiasi Benda Hitam

Gejala Pemanasan GlobalEfek Rumah KacaSalah satu penyebab dari pemanasan global adalah peningkatan gas rumah kaca (greenhouse effect). Efek rumah kaca telah meningkatkan suhu bumi rata-rata 1 hingga 5 derajat Celcius.Analogi sederhana untuk menggambarkan efek rumah kaca adalah ketika kita memarkir mobil di tempat parkir terbuka pada siang hari. Ketika kita kembali ke mobil di sore hari, biasanya suhu di dalam mobil lebih panas di bandingkan suhu di luar. Karena sebagian energi panas dari matahari telah di serap oleh kursi, dashboard dan karpet mobil. Ketika benda-benda tersebut melepaskan energi panas tersebut, tidak semuanya dapat keluar melalui jendela tetapi sebagian di pantulkan kembali.Penyebabnya adalah perbedaan panjang gelombang sinar matahari yang memasuki mobil dan energi panas yang dilepaskan kembali oleh kursi.Sehingga jumlah energi yang masuk lebih banyak dibandingkan energi yang dapat keluar. Akibatnya kenaikan bertahap pada suhu di dalam mobil.Seandainya tidak ada atmosfer, energi sinar matahari yang sampai ke bumi akan mampu memanaskan bumi hingga mencapai suhu 800C di daerah khatulistiwa. Untungnya, lapisan atmosfer bumi mampu memantulkan sekitar 34% energi matahari yang menuju ke bumi sehingga kembali ke angkasa luar. Sekitar 19% diserap oleh awan dan debu-debu yang terdapat pada lapisan atmosfer dan sekitar 47% energinya mencapai permukaan bumi. Bumi tidak mendapatkan pemanasan secara merata. Di dekat khatulistiwa, bumi menyerap radiasi kalor yang lebih besar dibandingkan di dekat daerah kutub. Berkat pola aliran energi kalor yang diserap. Bumi tidak menjadi terlampau panas.

Dari 47% energi radiasi matahari yang diserap permukaan bumi, sekitar 23% digunakan untuk menguapkan air yang terdapat dipermukaan bumi. Sekitar 10% kembali dialirkan keangkasa dalam bentuk konduksi dan konveksi serta sekitar 14% dipancarkan dalam bentuk gelombang elektromgnetik ke angkasa.Sinar matahari yang memasuki permukaan bumi memiliki berbagai macam panjang gelombang. Sinar tampak berada pada panjang gelombang antara 400-700 nm, sinar inframerah pada panjang gelombang diatas 700 nm dan sinar ultraviolet pada panjang gelombang dibawah 400 nm.

Sinar matahari dengan panjang gelombang pendek, seperti sinar ultraviolet dan sinar tampak, dengan mudah dapat menembus lapisan atmosfer bumi. Ketika energi matahari ini memanaskan bumi, sebagian besar energi dipancarkan kembali oleh bumi ke angkasa sebagai gelombang panjang. Energi yang diserap dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Sebenarnya dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, untuk mempertahankan panas di bumi. Tanpa adanya efek rumah kaca sama sekali, mungkin kondisi Bumi akan seperti Mars, dimana kondisi di sana sangat dingin dan tidak memungkinkan adanya kehidupan.

Akibat dari ulah manusia menyebabkan naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya. 

Mengukur Suhu MatahariPada temperatur yang cukup tinggi, secara alamiah di dalam bintang-bintang akan terjadi reaksi fusi, yakni inti-inti ringan akan bergabung membentuk inti yang lebih berat. Melalui serangkaian tahapan reaksi fusi, inti-inti atom hidrogen bergabung membentuk inti helium. Proses penggabungan itu digunakan untuk membangkitkan energi di dalam bintang-bintang tersebut.

Energi yang dihasilkan oleh matahari atau bintang tersebut terdiri atas berbagai bentuk radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat diketahui melalui frekuensi atau panjang gelombangnya. Semua gelombang elektromagnetik yang dpancarkan akan merambat dalam ruang angkasa dengan kecepatan sama, yakni dengan kecepatan spektrum cahaya Dengan meneliti spektrum sebuah bintang, seorang astronom akan dapat mengetahui suhu bintang. Tidak mendekat ke matahari atau bintang dengan berpedoman pada spektrum radiasi benda hitam. Pada siang hari, kita akan merasa lebih nyaman memakai baju berwarna putih daripada baju berwarna hitam. Namun, pada malam hari yang dingin kita akan merasa lebih hangat apabila mengenakan baju berwarna hitam daripada baju berwarna putih. Hal itu menunjukkan bahwa permukaan yang gelap merupakan penyerap dan pemancar kalor yang baik dan permukaan yang berwarna putih atau mengkilap merupakan penyerap dan pemancar kalor yang buruk.

Prinsip kerja termos sebagai berikut:Lapisan perak mengkilap mencegah perpindahan kalor secara radiasi. Lapisan tersebut memantulkan radiasi kembali ke dalam termos.Dinding gelas, sebagai konduktor jelek, tidak dapat memindahkan kalorRuang vakum antara dua dinding mencegah perpindahan kalor, baik secara konveksi maupun konduksi.Sumbat dibuat dari bahan isolator. Hal ini dilakukan dengan maksud untuk mencegah agar konveksi dengan udara luar terjadi.Pada cuaca panas, kulit kita berkeringat. Keringat ini menguap dan kalornya diambil dari tubuh kita sendiri sehingga tubuh kita menjadi lebih dingin. Tidak seperti manusia, anjing tidak memiliki kulit yang berkeringat. Ketika cuaca panas, anjing menjulurkan lidahnya agar terjadi penguapan pada air ludahnya, dan tubuh anjing menjadi lebih dinginMengapa air yang dingin dalam kendi (dibuat dari tanah liat) lebih dingin daripada air yang disimpan dalam sebuah bejana plastik? Pada dinding kendi terdapat pori-pori (celah-celah) yang kecil. Kalor yang diperlukan untuk penguapan air itu diambil dari kendi dan air didalamnya. Ini menyebabkan air dalam kendi lebih dingin atau karena tidak dapat meradiasikan kalor keluar kendi.

Panel suryaPanel surya adalah suatu perangkat yang digunakan untuk menyerap radiasi dari matahari. Panel surya terdiri dari wadah logam berongga yang di cat hitam dengan panel depan terbuat dari kaca. Kalor radiasi dari matahari diserap oleh permukaan hitam dan dihantarkan secara konduksi melalui logam. Bagian dalam panel dijaga tetap hangat oleh efek rumah kaca, kemudian sirkulasi air melalui wadah logam akan membawa kalor menjauh untuk dimanfaatkan pada sistem pamanas air domestik dan untuk memanasi kolam renang.