Setelah diadakan banyak penelitian, tersusunlah spektrum radiasi benda hitam, dan ada beberapa poin yang sangat menarik untuk dibahas. Grafik spektrum radiasi benda hitam bisa dilihat di bawah. Grafik dari spektrum itu bisa dilihat di bawah ini. Garis lengkung paling bawah adalah spektrum radiasi cahaya dari benda bersuhu sekitar 1000°C. Sumbu x menunjukkan frekuensi cahaya, sedangkan sumbu y menunjukkan intensitas atau kekuatan cahaya. Kalau kita memperhatikan garis lengkung 1000°C, seiring dengan bertambahnya frekuensi cahaya, intensitas cahaya juga makin kuat alias makin terang.

Spektrum radiasi benda hitam

Hasil Percobaan Spektrum Radiasi Benda Hitam

Tapi pada frekuensi cahaya tertentu, garis mencapai puncak, dan setelah itu intensitas cahaya menurun drastis. Pada suhu 1200°C dan 1400°C, biarpun suhunya naik, namun secara garis besar grafik garisnya mirip dengan garis 1000°C. Hanya bedanya, titik puncaknya semakin tinggi dan sedikit bergeser ke kanan (ke frekuensi cahaya yang lebih besar). Kita juga bisa melihat bahwa frekuensi cahaya pada intensitas tertinggi berbanding lurus dengan suhu benda tersebut.

Setelah grafik spektrum radiasi benda hitam ini didapatkan, banyak fisikawan yang berusaha menuliskannya dalam persamaan matematika. Salah satu dari mereka adalah Rayleigh (1842-1919) dan Jeans (1877-1949). Mereka berdua menganut fisika klasik (yang menganggap cahaya adalah gelombang) dan ikut juga mencoba merumuskan grafik garis itu dalam persamaan matematika.

f disini artinya frekuensi cahaya.

Persamaan itu kemudian dibuat menjadi grafik dan mereka membandingkannya dengan hasil penelitian.  Pada frekuensi cahaya rendah atau kecil, grafik Rayleigh-Jeans cocok dengan hasil penelitian, tapi seiring dengan bertambahnya frekuensi cahaya, grafik malah makin jauh menyimpang. Menurut grafik hasil percobaan, pada frekuensi tinggi, cahaya hampir tidak diradiasikan sama sekali (intensitasnya kecil). Tapi sebaliknya, menurut grafik Rayleigh-Jeans, energi yang diradiasikan sangat besar, mencapai tak hingga.

Melihat kenyataan ini banyak fisikawan jaman itu yang menjadi bingung. Mengapa garisnya sama sekali berbeda? Padahal semua teorinya benar. Apakah teorinya yang salah? Ketika grafik Rayleigh-Jeans diteliti kembali, para fisikawan menemukan fakta aneh yang sulit dijelaskan. Bagaimana mungkin dalam ruang terbatas seperti dalam tanur, radiasi energi cahaya tidak terhingga? Para fisikawan klasik tidak bisa menjelaskan hal ini.

Kemudian tampillah Wien, yang juga turut serta dalam memecahkan masalah pelik itu. Dia tidak menghiraukan fisika klasik, dan mencoba membuat persamaan matematika yang kira-kira cocok dengan hasil penelitian. Dia menggunakan bilangan logaritma natural e, dan merumuskannya:

Persamaannya sedikit sulit memang, tapi lumayan cocok dengan grafik spektrum radiasi benda hitam. Kelemahan grafik Rayleigh-Jeans bisa diatasi sehingga garis pada frekuensi cahaya tinggi menjadi cocok. Tapi sayangnya, garis pada frekuensi cahaya rendah malah sedikit menyimpang bila dibandingkan dengan grafik Rayleigh-Jeans.

Recommended for you