Perhitungan jumlah modus

3
2. Perhitungan jumlah modus (yaitu derajad kebebasan) untuk radiasi
elektromagnetik dengan frekuensi dalam interval (ν,ν+dν), yang dikungkung oleh
rongga.
Dapat kipertegas disini bahwa hukum Wien berlaku untuk frekuensi tinggi, sedangkan
rumus Rayleigh cocok untuk frekuensi rendah.
8 ) , ( /
3
3 −
= kT h e c
h T u ν
ν π
ν (1.8)

3
2. Perhitungan jumlah modus (yaitu derajad kebebasan) untuk radiasi
elektromagnetik dengan frekuensi dalam interval (ν,ν+dν), yang dikungkung oleh
rongga.
Dapat kipertegas disini bahwa hukum Wien berlaku untuk frekuensi tinggi, sedangkan
rumus Rayleigh cocok untuk frekuensi rendah.
Gambar 1a. Kurva Pergeseran Wien Gambar 1b. Kurva Rayleigh
Pada tahun 1900 Max Planck menemukan rumus dengan cara interpolasi (fitting) yang
jenius antara rumus Wien dengan rumus Rayleigh-Jeans. Rumus ini adalah
1
8 ) , ( /
3
3 −
= kT h e c
h T u ν
ν π
ν (1.8)
dengan h adalah tetapan Planck (parameter ) yang besarnya 6,63 x 10-27erg det.
Verifikasi untuk frekuensi rendah ν 0 maka akan diperoleh hukum Rayleigh-Jeans.
Meskipun rumus Planck diatas cocok dengan data eksperimen, namun diperoleh dari
interpolasi rumus klasik Wien dan Reyleigh. Pencapaian penting oleh Planck yang
Bab I Keterbatasan Fisika Klasik (1)
4
sekaligus menjembatani antara klasik dan kuantum adalah adalah gagasan Planck untuk
kuantisasi energi. Dua bulan setelah diperolehnya rumus Planck di atas dan berkaitan
dengan fenomena panas jenis bahan, maka Planck mengajukan gagasan yang spektakuler
bahwa untuk alas an yang tidak dia ketahui, atom-atom di dalam dinding rongga benda
hitam memancarkan energi dalam bentuk kuantum yaitu ξ = n hν (n = 1,2,3,…). Energi
yang dibawa per kuantum sangatlah kecil. Sebagai contoh untuk cahaya oranye dengan λ
= 6000Å maka energinya adalah hv = 3.3 x 10-12 erg. Sehingga untuk pancaran radiasi
sebesar 100 watt pada frekeunsi ini memerlukan sebanyak N = 100 x 107 / 3.3 x 10-12 = 3
x 1020 kuantum/det. Dengan sedemikian besarnya jumlah kuantum, maka kita tidak dapat
mengalami secara langsung efek tumbukan partikel tersebut. Dapat kita ringkas disini
untuk teori Planck:
1. Energi medan elektromagnetik terkuantisasi menurut ξ = n hν
2. Cahaya dipancarkan dan diserap dalam bentuk paket-paket diskrit yang disebut
foton dengan energi E = hv
3. Berlakunya rumus Planck untuk distribusi spectrum
1
8 ) , ( /
3
3 −
= kT h e c
h T ν
ν π
ν u