Wilhelm Wien - Penemu Hukum Radiasi Panas

Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien

Lahir: 13 Januari 1864 Gaffken dekat Fischhausen, Provinsi Prussia

Meninggal: 30 Agustus 1928 (umur 64) Munich, Jerman

Kebangsaan: Jerman

Bidang: Fisika

Lembaga: University of Giessen, Universitas Würzburg, University of Munich, RWTH Aachen, Columbia University

Alma mater: Universitas Göttingen, Universitas Berlin

Pembimbing doktoral: Hermann von Helmholtz

Mahasiswa doktoral: Karl Hartmann, Gabriel Holtsmark, Eduard Rüchardt

Dikenal dalam: Radiasi hitam, Hukum perpindahan Wien

Penghargaan: Hadiah Nobel untuk Fisika (1911)

Istri:Luise Mehler (1898)

Wilhelm Wien adalah fisikawan berkebangsaan Jerman yang memenangkan Penghargaan Nobel di bidang fisika pada tahun 1911 untuk penemuannya mengenai hukum yang mengatur radiasi panas. Wilhelm Wien menemukan suatu hubungan empirik sederhana antara panjanggelombang yang dipancarkan untuk as maksimum sebuah benda dengan suhu mutlak T.

Wien lahir 13 Januari 1864 di Gaffken dekat Fischhausen, Provinsi Prussia (sekarang Primorsk, Rusia) sebagai anak dari pemilik tanah Carl Wien. Pada tahun 1866, keluarganya pindah ke Drachstein dekat Rastenburg (Rastembork).

Pada tahun 1879, Wien sekolah di Rastenburg dan Wien melanjutkan studinya ke Universitas Göttingen pada tahun 1882 untuk belajar matematika dan ilmu alam dan pada tahun yang sama juga ke Universitas Berlin. Sejaktahun 1883 hingga 1885 Wien bekerja di laboratorium Hermann von Helmholtz. Tak lama kemudian di tahun 1886 Wien mengambil gelar doktor dengan tesis di atas percobaan pada difraksi cahaya pada bagian logam dan pengaruh bahan-bahan pada warna cahaya dibiaskan. Dari 1896-1899, Wien kuliah di RWTH Aachen University. Pada tahun 1900 ia pergi ke Universitas Würzburg dan menjadi penerus dari Wilhelm Conrad Röntgen.

Wien berhasil mencetuskan hukum perpindahan di tahun 1893 yang menyatakan perubahan panjang gelombang dengan suhu. Satu tahun kemudian Wien telah menerbitkan sebuah makalah tentang suhu dan entropi radiasi. Kemudian di tahun 1896 Wien mencatat prestasi dengan mencetuskan rumus Wien untuk radiasi benda hitam. Akan tetapi rumus Wien hanya berlaku untuk gelombang pendek. Namun demikian, Max Planck menggunakan rumus Wien sebagai dasar untuk menyelesaikan masalah dalam kesetimbangan termal radiasi melalui fisika kuantum. Pada tahun 1900 Wien memperkenalkan dasar elektromagnetik mekanik.

Hukum Pergeseran Wien

grafik yang dikemukakan Rayleigh dan Jeans

Gb. 1

Spektrum radiasi benda hitam pada awalnya dipelajari oleh Rayleigh dan Jeans menggunakan pendekatan fisika klasik. Mereka meninjau radiasi dalam rongga bertemperatur T yang dindingnya merupakan pemantul sempurna sebagai sederetan gelombang elektromagnetik. Akan tetapi, pada suhu 2.000 K bentuk grafik hasil eksperimen berbeda dengan bentuk grafik yang dikemukakan Rayleigh dan Jeans, seperti ditunjukkan pada gambar 1.

hubungan antara suhu dan panjang gelombang pada intensitas maksimum

Gb. 2

Rayleigh dan Jeans meramalkan bahwa benda hitam ideal pada kesetimbangan termal akan memancarkan radiasi dengan daya tak terhingga. Akan tetapi, ramalan Rayleigh dan Jeans tidak terbukti secara eksperimental. Ramalan ini dikenal sebagai bencana ultraungu. Ilmuwan lain yang mempelajari spektrum radiasi benda hitam adalah Wilhelm Wien. Wien mempelajari hubungan antara suhu dan panjang gelombang pada intensitas maksimum. Perhatikan gambar 2 di samping! Puncak-puncak kurva pada grafik 2 menunjukkan intensitas radiasi pada tiap-tiap suhu. Dari gambar 2 tampak bahwa puncak kurva bergeser ke arah panjang gelombang yang pendek jika suhu semakin tinggi. Panjang gelombang pada intensitas maksimum ini disebut sebagai panjang gelombang maks. Wien merumuskan hubungan antara suhu dan panjang gelombang maks sebagai 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

Sumber: