FOTOMETRI (Bag.1)

Posted on October 27, 2008 - Filed Under Olimpiade Astronomi | 11 Comments

Fotometri adalah bagian dari astrofisika yang mempelajari kuantitas, kualitas dan arah pancaran radiasi elektromagnetik dari benda langit. Penggunaan kata ‘foto‘ yang berarti ‘cahaya‘ disebabkan pada awalnya pengamatan benda langit hanya terbatas pada panjang gelombang visual/optik.

Fotometri didasarkan pada pemahaman atas hukum pancaran (radiation law). Kita menghipotesakan bahwa benda langit diangggap memiliki sifat sebuah benda hitam (black body).

Sifat benda hitam antara lain :

1) pada kesetimbangan termal, temperatur benda hanya ditentukan oleh jumlah energi yang diserapnya per detik;

2) benda hitam tidak memancarkan radiasi pada seluruh gelombang elektromagnetik dengan intensitas yang sama (ada yang dominan meradiasikan gelombang elektromagnetik pada daerah biru dengan intensitas yang lebih besar dibandingkan gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang lainnya. Konsekuensinya, benda tersebut akan nampak biru).

Panjang gelombang yang dipancarkan dengan intensitas maksimum (λ_maks) oleh sebuah benda hitam dengan temperatur T Kelvin adalah :

λ_maks = 0,2898/ T …………………….. (pers. 1)

(λ_maks dinyatakan dalam cm dan T dalam Kelvin)

Persamaan di atas disebut dengan Hukum Wien.

Contoh penggunaan hukum Wien :
(Warning : Yang perlu diperhatikan bahwa λ_maks bukan berarti panjang gelombang maksimum tetapi panjang gelombang yang dipancarkan dengan intensitas maksimum)

Jumlah energi per satuan waktu yang dipancarkan sebuah benda hitam per satuan luas permukaan pemancar (benda hitam) disebut fluks energi yang dipancarkan. Besarnya fluks energi yang dipancarkan sebuah benda hitam (F) dengan temperatur T Kelvin adalah :

F = σT⁴ …………………….. (pers. 2)

(σ : konstanta Stefan-Boltzman : 5,67 x 10^-8 Watt/m²K⁴)

Sedangkan total energi per waktu / daya yang dipancarkan sebuah benda hitam dengan luas permukaan pemancar A dan temperatur T Kelvin disebut dengan Luminositas. Besarnya luminositas (L) dihitung dengan persamaan :

L = A σT⁴ …………………….. (pers. 3)

Untuk bintang, bintang dianggap berbentuk bola sempurna sehingga luas pemancar radiasinya (A) adalah 4πR² ; dengan R menyatakan radius bintang. Jadi, luminositas bintang (L) adalah :

L = 4πR² σT⁴ …………………….. (pers. 4)

Benda hitam memancarkan radiasinya ke segala arah. Kita bisa menganggap pancaran radiasi tersebut menembus permukaan berbentuk bola dengan radius d dengan fluks energi yang sama, yaitu E. Besarnya E :

E = L/(4πd²) …………………….. (pers. 5)

Fluks energi inilah yang diterima oleh pengamat dari bintang yang berada pada jarak d dari pengamat. Oleh karena itu, fluks energi ini sering disebut fluks energi yang diterima pengamat. (Warning : bedakan antara besaran E dan F).

Persamaan ini disebut juga hukum kuadrat kebalikan (invers square law) untuk kecerlangan (brightness, E) karena persamaan ini menyatakan bahwa kecerlangan (E) berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya (d). Jadi, makin jauh sebuah bintang, makin redup cahayanya.

Latihan:

Dari hasil pengukuran diperoleh bahwa permukaan seluas 1 cm² di luar atmosfer bumi menerima energi yang berasal dari Matahari sebesar 1,37 x 10⁶ erg/cm²/s. Apabila diketahui jarak Bumi-Matahari adalah 150 juta kilometer, tentukanlah luminositas Matahari.
Bumi menerima energi dari Matahari sebesar 1380 Watt/m². Berapakah energi dari Matahari yang diterima oleh planet Saturnus, jika jarak Matahari-Saturnus adalah 9,5 AU?
Luminositas sebuah bintang 100 kali lebih terang daripada Matahari, tetapi temperaturnya hanya setengahnya dari temperatur Matahari. Berapakah radius bintang tersebut dinyatakan dalam radius Matahari ?

(source : Dr. Djoni N. Dawanas)

sumber : http://hansgunawan-astronomy.blogspot.com

Comments

11 Responses to “FOTOMETRI (Bag.1)”

ajeng diah X-8 on October 27th, 2008 8:24 am

Pak, tolong pada saat pemberian materi FISIKA tampilan pada proyektor agak di perbesar agar tulisannya kelihatan dari belakang. Terima kasih
Hans Gunawan on November 18th, 2008 11:02 am

Semoga rangkuman ttg fotometri ini bisa bermanfaat bagi semua yang belajar. Terima kasih atas kunjungannya ke blog saya.
sidikpurnomo on November 18th, 2008 2:36 pm

Makasih mas Hans udh mampir. tulisan mas Hans saya tampilkan di blog ini sebagai bahan ajar astronomi.
nova-x8 on January 30th, 2009 1:17 pm

kok gak pernah bimbingan olimpiad astro pak???????????…..
sidikpurnomo on January 31st, 2009 10:08 am

jadwal bimngan olimpiade astronomi mulai hari kamis tanggal 5 pebruari 2009 pukul 13.30. Tolong diinfokan ke teman lain
fira on February 28th, 2009 9:18 pm

em….
bisa tolong jelaskan bagaimana mencari panjang gelombang maksimum?
terimakasih sebelumnya
NUNK on March 30th, 2009 12:31 pm

tolong sketsa grafik intensitas cahaya terhadap jarak bagaimana ???
sensor cahaya « Ki Lilik Setiono, S.Pd.Si. on June 4th, 2009 2:34 am

[...] http://sidikpurnomo.net/fotometri-bag1.html [...]
azhar on October 29th, 2009 3:13 pm

mas sidik..
tolong dong dikirimin cara penyelesaian soal olimpiade astronomi tingkat provinsinya yang bagian essaynya mas..
tolong ya..
kirimin ke alamat email saya
azharazhari89@yahoo.co.id
terima kasih
teguh on May 12th, 2010 11:36 am

Wah, makasih materinya pak!
Saya bingung deh, Bapak kenapa gak sekalian aja bikin modul, jadi bagus kan pak! Keren banget nih blog nya! saya coba jawab latihan, pengen dicek dong!!! dikirim kemana?

e-mail saya: teguh_sukabumi@yahoo.co.id
agustin on November 2nd, 2011 1:45 am

wah-Pak saya add email nya yah_ MATERI semuaaa lengkap.. #keren