Apa itu Konstanta Wien?

Konstanta Wien adalah konstanta fisika yang digunakan untuk mendefinisikan hubungan antara suhu termodinamika suatu benda hitam (objek yang meradiasikan energi elektromagnetik secara sempurna) dan panjang gelombang di mana intensitas radiasinya mencapai puncaknya. Konstanta Wien biasanya dilambangkan dengan huruf kecil b. Nilainya sekitar 2,89777 × 10^-3 meter-kelvin (0,289777 sentimeter-kelvin).

Komite Data dari International Science Council (CODATA) memberikan nilai yang lebih presisi: 2,897771955… × 10^-3. Titik-titik di akhir menandakan bahwa nilainya berlanjut lebih jauh dari angka desimal yang ditampilkan di sini. Nilai CODATA untuk konstanta Wien didasarkan pada rumus:

b = (h × c / k) / 4,965114231…, di mana:

b adalah konstanta Wien.
h adalah konstanta Planck.
c adalah kecepatan cahaya dalam vakum.
k adalah konstanta Boltzmann.

Bagaimana hukum Wien ditentukan — Hukum perpindahan Wien menunjukkan bahwa suhu absolut benda hitam berbanding terbalik dengan panjang gelombang elektromagnetik pada intensitas radiasi puncaknya.

Apa yang membuat Konstanta Wien terkenal?

Konstanta Wien paling dikenal karena perannya dalam Hukum Perpindahan Wien, yang menyatakan bahwa suhu absolut suatu benda hitam berbanding terbalik dengan panjang gelombang elektromagnetik pada intensitas radiasi puncaknya.

Rumus Hukum Wien:
λ_max = b / T, di mana:

λ_max adalah panjang gelombang pada intensitas radiasi puncak (dalam meter).
b adalah konstanta Wien dalam meter-kelvin.
T adalah suhu absolut dalam kelvin.

Dengan rumus ini, kita bisa menentukan panjang gelombang radiasi puncak jika suhu absolut diketahui, atau sebaliknya. Misalnya, matahari memiliki suhu permukaan sekitar 5.780 kelvin. Berikut cara menghitung panjang gelombang radiasi puncaknya:

λ_max = b / T
λ_max = 2,89777 × 10^-3 m·K / 5.780 K
λ_max = 0,0028977 m / 5.780
λ_max = 5,01332 × 10^-7 m

Panjang gelombang radiasi puncak matahari adalah sekitar 501,3 nm, yang termasuk dalam spektrum cahaya tampak bagian hijau. Namun, matahari tampak berwarna putih karena juga meradiasikan energi dalam spektrum tampak lainnya.

Menggunakan Hukum Wien untuk Menentukan Suhu Permukaan

Hukum Wien juga bisa digunakan untuk menentukan suhu suatu objek berdasarkan panjang gelombang radiasi puncaknya. Misalnya, berikut adalah cara menghitung suhu bintang dengan panjang gelombang puncak sekitar 400 nm (bagian ungu dari spektrum tampak):

λ_max = b / T
400 nm = 2,89777 × 10^-3 m·K / T
400 nm = 2.897.700 nm·K / T
T = 2.897.700 nm·K / 400 nm
T = 7.244,25 K

Jadi, suhu permukaan bintang tersebut sekitar 7.244 K, yang berarti lebih panas dari matahari. Ini menunjukkan bahwa semakin panas suatu benda hitam, semakin pendek panjang gelombang radiasi puncaknya, sehingga berpindah ke spektrum elektromagnetik yang lebih tinggi.

Lihat juga: konstanta matahari, energi radiasi, energi kinetik, HEAT (panas), dan energi potensial.

Konstanta Wien