Apa yang Dimaksud dengan Benda Hitam?

KOMPAS.com – Ketika mempelajari fenomena ekperimental dalam ilmu fisika, terdapat istilah benda hitam. Apa sebenarnya yang dimaksud benda hitam dalam ilmu fisika? Apakah benda hitam merujuk pada bernda berwarna hitam? Berikut adalah penjelasannya!

Menyerap semua radiasi

Semua benda memiliki kemampuan menyerap radiasi elektromagnetik ataupun termal. Namun, kemampuan tersebut berbeda-beda sesuai dengan jenis permukaan benda.

Dilansir dari Encyclopedia Britannica, permukaan yang ditutupi oleh jelaga dapat menyerap 97 persen cahaya yang datang.

Sedangkan, permukaan logam yang mengilap hanya menyerap sekitar enam persen dari cahaya yang datang dan memantulkan sisanya.

Baca juga: Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Benda hitam adalah suatu benda yang menyerap semua radiasi elektromagnetik yang jatuh di atas permukaannya.

Artinya, benda hitam menyerap semua radiasi yang datang tanpa memantulkannya sama sekali.

Ditemukan oleh Gustav Robert Kirchoff

Konsep benda hitam pertama kali digagas oleh seorang fisikawan dan ahli kimia asal Jerman bernama Gustav Robert Kirchoff pada tahun 1862.

Kirchoff menemukan benda hitam saat melakukan penelitian terhadap radiasi termal.

Kirchoff menciptakan benda hitam sebagai radiator sempurna yang menyerap semua radiasi dan juga memancarkan radiasi secara sempurna.

Baca juga: Penemuan Hans Christian Oersted dan Lahirnya Elektromagnetik

Memancarkan energi radiasi

Dilansir dari Chemistry LibreTexts, benda hitam adalah objek ideal yang memancarkan semua frekuensi radiasi dengan distribusi spektral yang hanya bergantung pada suhu dan bukan pada komposisinya.

Artinya, benda tidak hanya menyerap semua radiasi yang datang kepadanya namun juga memancarkan energi untuk menjaga keseimbangannya.

Energi yang dipancarkan oleh benda hitam disebut sebagai radiasi benda hitam. Kirchoff menciptakan benda hitam untuk mendukung teorinya dalam ilmu termodinamika.

Dilansir dari Molecular Expressions, Kirchoff menyatakan bahwa pada kesetimbangan statik termal, emisivitas suatu benda atau permukaan setara dengan absorbandinya pada panjang gelombang dan suhu tertentu.

Artinya, radiasi yang dipancarkan benda hitam bergantung pada suhu benda hitam tersebut. Hal ini kemudian akan dibahas dalam hukum pergeseran Wien.

Baca juga: Apa Itu Lubang Hitam di Angkasa?

Contoh benda hitam

Dalam laboratorium, benda hitam dibuat dari suatu sistem berupa lubang kecil dalam suatu rongga. Sistem tersebut dipertahankan pada suhu yang konstan.

Benda hitam tersebut kemudian akan memancarkan radiasi elektromagnetik berupa fungsi panjang gelombang.

Kirchoff menyebutkan bahwa fungsi panjang gelombang radiasi benda hitam bervariasi sesuai dengan perubahan suhunya.

Dalam ilmu astronomi, contoh benda hitam adalah lubang hitam atau black hole. Lubang hitam menyerap semua energi yang ada di sekelilingnya dan tidak memantulkan radiasinya sama sekali.