Ketika sebuah benda dikenai radiasi, maka benda tersebut akan menyerap dan memancarkan kembali radiasi tersebut.
Benda hitam merupakan penyerap radiasi yang baik sekaligus pemancar radiasi yang buruk sedangkan benda putih mengkilap merupakan pemancar radiasi yang baik. Benda dikatakan hitam sempurna bila seluruh radiasi yang datangi kepadanya terserap semuanya tanpa sedikitpun yang terpancar kembali.Kemampuan suatu bahan untuk menyerap radiasi dinamakan sebagai emisivitas (ε). Benda hitam mempunyai emisivitas = 1 sedangkan benda mengkilap mempunyai emisivitas = 0.
Untuk menjelaskan deskripsi kuantitas dari radiasi thermal, pertama-tama perlu mempertimbangkan suatu objek ideal. Suatu objek yang menyerap semua radiasi yang mengenainya tanpa mempertimbangkan panjang gelombang, ini disebut sebagai penyerap sempurna. Dan objek tersebut juga memancarkan radiasi tanpa memperhatikan hal khusus dari panjang gelombang, dan hal ini dinamakan sebagai pemancar sempurna.
Dengan menganggap objek ideal tersebut ditempatkan pada keseimbangan thermal, sehingga temperaturnya dapat dikendalikan. Dalam Gambar 6.13, radiasi EM terpancar dari objek ideal diplot untuk menunjukkan kandungan spektral dan intensitas dari radiasi untuk beberapa temperatur. Absis merupakan panjang gelombang radiasim dan sumbu ordinat menyatakan energi yang dipancarkan tiap detik (daya yang didisipasikan) per satuan luas pada panjang gelombang tertentu. Perlu dicatat bahwa daerah dibawah kurva mengindikasikan jumlah energi total per detik (daya yang didisipasikan) per satuan luas yang dipancarkan oleh objek. Sejumlah kurva diperlihatkan pada plot untuk temperatur yang berbeda. Dapat dilihat bahwa pada temperatur rendah, radiasi yang dipancarkan lebih dominan dalam daerah panjang gelombang yang panjang (inframerah jauh hingga gelombang mikro). Seiring dengan meningkatnya temperaturm radiasi maksimum yang dipancarkan adalah dalam bentuk panjang gelombang yang lebih pendek. Dan selanjutnya, pada temperatur yang sangat tinggi, radiasi maksimum yang dipancarkan mendekati pita tampak. Hal ini karena pergeseran puncak emisi pada temperatur dimana objek mulai berpendar pada saat temperaturnya ditingkatkan. Kemudian kita dapat melihat bahwa untuk benda hitam, radiasi yang dipancarkan dan temperatur merupakan salah satu hubungan timbal balik yang dapat dinyatakan sebagai berikut :
1. Radiasi Total. adalah total energi radiasi yang dipancarkan tiap detik untuk semua panjang gelombang meningkat sebanding dengan pangkat empat dari temperatur, atau
E µ T 4 . . . (6-12)
dimana
E = emisi radiasi, dalam J/s per satuan luas atau W/m2
T = temperatur objek (K)
2. Radiasi Monokromatik. Hal ini juga jelas dari Gambar 6.13 dimana energi radiasi yang dipancarkan pada panjang gelombang tertentu meningkat sebagai fungsi temperatur.
APROKSIMASI BENDA HITAM
Hampir semua benda menyerap dan memancarkan radiasi pada panjang gelombang yang bersesuaian, memberikan peningkatan warna.. Akan tetapi, objek-objek tersebut tidak dapat menampilkan kurva energi radiasi terhadap panjang gelombang seperti halnya benda hitam yang ideal. Faktor koreksi digunakan untuk menghubungkan kurva radiasi dari objek yang sebenarnya dengan sebuah benda hitam yang ideal untuk tujuan kalibrasi, sebuah benda hitam memiliki konstruksi seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6.14. Dalam gambar tersebut, radiasi dipancarkan dari lubang kecil di dalam selubung logam mendekati benda hitam yang ideal.