04. Sejarah Perkembangan Ilmu Fisika

12 09 2008

Sejarah perkembangan ilmu fisika dapat dibagi dalam empat periode yaitu:

1. Periode Pertama, dari zaman prasejarah sampai tahun 1550 an. Pada periode pertama ini dikumpulkan berbagai fakta fisis yang dipakai untuk membuat perumusan empirik. Dalam periode pertama ini belum ada penelitian yang sistematis. Beberapa penemuan pada periode ini diantaranya

- 2400000 SM – 599 SM: Di bidang astronomi sudah dihasilkan Kalender Mesir dengan 1 tahun = 365 hari, prediksi gerhana, jam matahari, dan katalog bintang. Dalam Teknologi sudah ada peleburan berbagai logam, pembuatan roda, teknologi bangunan (piramid), standar berat, pengukuran, koin (mata uang).

- 600 SM – 530 M: Perkembangan ilmu dan teknologi sangat terkait dengan perkembangan matematika. Dalam bidang Astronomi sudah ada pengamatan tentang gerak benda langit (termasuk bumi), jarak dan ukuran benda langit. Dalam bidang sain fisik Physical Science, sudah ada Hipotesis Democritus bahwa materi terdiri dari atom-atom. Archimedes memulai tradisi “Fisika Matematika” untuk menjelaskan tentang katrol, hukum-hukum hidrostatika dan lain-lain. Tradisi Fisika Matematika berlanjut sampai sekarang.

- 530 M – 1450 M: Mundurnya tradisi sains di Eropa dan pesatnya perkembangan sains di Timur Tengah. Dalam kurun waktu ini terjadi Perkembangan Kalkulus. Dalam bidang Astronomi ada “Almagest” karya Ptolomeous yang menjadi teks standar untuk astronomi, teknik observasi berkembang, trigonometri sebagai bagian dari kerja astronomi berkembang. Dalam Sain Fisik, Aristoteles berpendapat bahwa gerak bisa terjadi jika ada yang nendorong secara terus menerus; kemagnetan berkembang ; Eksperimen optika berkembang, ilmu Kimia berkembang (Alchemy).

- 1450 M- 1550: Ada publikasi teori heliosentris dari Copernicus yang menjadi titik penting dalam revolusi saintifik. Sudah ada arah penelitian yang sistematis

2. Periode Kedua, dari tahun 1550an sampai tahun 1800an. Pada periode kedua ini mulai dikembangkan metoda penelitian yang sistematis dengan Galileo dikenal sebagai pencetus metoda saintifik dalam penelitian. Hasil-hasil yang didapatkan antara lain:

- Kerja sama antara eksperimentalis dan teoris menhasilkan teori baru pada gerak planet

- Newton: meneruskan kerja Galileo terutama dalam bidang mekanika menghasilkan hukum-hukum gerak yang sampai sekarang masih dipakai

- Dalam Mekanika selain Hukum-hukum Newton dihasilkan pula Persamaan Bernoulli, Teori Kinetik Gas, Vibrasi Transversal dari Batang, Kekekalan Momentum Sudut, Persamaan Lagrange

- Dalam Fisika Panas ada penemuan termometer, azas Black, dan Kalorimeter

- Dalam Gelombang Cahaya ada penemuan aberasi dan pengukuran kelajuan cahaya

- Dalam Kelistrikan ada klasifikasi konduktor dan nonkonduktor, penemuan elektroskop, pengembangan teori arus listrik yang serupa dengan teori penjalaran panas dan Hukum Coulomb

3. Periode Ketiga, dari tahun 1800an sampai 1890an. Pada periode ini diformulasikan konsep-konsep fisika yang mendasar yang sekarang kita kenal dengan sebutan Fisika Klasik. Dalam periode ini Fisika berkembang dengan pesat terutama dalam mendapatkan formulasi-formulasi umum dalam Mekanika, Fisika Panas, Listrik-Magnet dan Gelombang, yang masih terpakai sampai saat ini.

- Dalam Mekanika diformulasikan Persamaan Hamiltonian (yang kemudian dipakai dalam Fisika Kuantum), Persamaan gerak benda tegar, teori elastisitas, hidrodinamika.

- Dalam Fisika Panas diformulasikan Hukum-hukum termodinamika, teori kinetik gas, penjalaran panas dan lain-lain.

- Dalam Listrik-Magnet diformulasikan Hukum Ohm, Hukum Faraday, Teori Maxwell dan lain-lain.

- Dalam Gelombang diformulasikan teori gelombang cahaya, prinsip interferensi, difraksi dan lain-lain.

4. Periode Keempat, dari tahun 1890an sampai sekarang. Pada akhir abad ke 19 ditemukan beberapa fenomena yang tidak bisa dijelaskan melalui fisika klasik. Hal ini menuntut pengembangan konsep fisika yang lebih mendasar lagi yang sekarang disebut Fisika Modern. Dalam periode ini dikembangkan teori-teori yang lebih umum yang dapat mencakup masalah yang berkaitan dengan kecepatan yang sangat tinggi (relativitas) atau/dan yang berkaitan dengan partikel yang sangat kecil (teori kuantum).

- Teori Relativitas yang dipelopori oleh Einstein menghasilkan beberapa hal diantaranya adalah kesetaraan massa dan energi E=mc2 yang dipakai sebagai salah satu prinsip dasar dalam transformasi partikel.

- Teori Kuantum, yang diawali oleh karya Planck dan Bohr dan kemudian dikembangkan oleh Schroedinger, Pauli , Heisenberg dan lain-lain, melahirkan teori-teori tentang atom, inti, partikel sub atomik, molekul, zat padat yang sangat besar perannya dalam pengembangan ilmu dan teknologi.





03. Ruang lingkup Fisika

12 09 2008

Ruang lingkup ilmu fisika adalah mempelajari alam semesta dari partikel yang kecil sekali seperti quark sampai yang besar sekali yaitu alam semesta seperti yang digambarkan di bawah ini





02. Metode Ilmiah

12 09 2008

Sesuai dengan karakteristik alam semesta ini, maka dalam mempelajarinya dapat dikembangkan metoda yang akan memudahkan peneliti untuk merumuskan hasil kajiannya. Metoda ini pertama kali dicetuskan oleh Galileo dan sekarang biasa kita sebut Metoda Ilmiah. Langkah-langkah dalam metoda ilmiah tersebut antara lain:

  1. Memunculkan pertanyaan atau problem pada suatu gejala alam
  2. Membuat tebakan yang cerdas, yaitu hipotesis ilmiah, untuk menjawab pertanyaan tersebut pada langkah pertama
  3. Memprediksi konsekuensi yang dapat diamati jika hipotesis tersebut benar. Konsekuensi tersebut haruslah tidak muncul jika hipotesis yang dibuat tidak benar.
  4. Melakukan eksperimen lanjutan untuk melihat apakah konsekuensi-konsekuensi yang diprediksikan tersebut muncul.
  5. Memformulasikan aturan umum yang paling sederhana yang mengorganisasikan tiga hal yaitu hipotesis, efek-efek yang diprediksikan dan temuan eksperimen.

Langkah-langkah tersebut diulang-ulang untuk menyempurnakan dan mengembangkan formulasi yang sudah didapatkan sebelumnya.

Contoh:

Ambil sebuah benda bermassa m, gantungkan dengan tali yang panjangnya l menjadi sebuah bandul. Simpangkan bandul tersebut dari titik setimbangnya dan kemudian dilepaskan. Apakah yang terjadi? Lakukan langkah-langkah metoda ilmiah di atas untuk mendapatkan suatu formulasi yang berkaitan gerak bandul.





01. Mengenal Fisika

12 09 2008

Pendahuluan

Jika kita sedang bekerja di suatu ruangan, kemudian tiba-tiba lampu di ruangan tersebut mati, maka biasanya secara spontan kita bertanya, ‘ada apakah ini?’ Berdasarkan pengalaman yang sudah kita punyai sebelumnya, kita akan memikirkan beberapa kemungkinan penyebab matinya lampu tersebut. Mungkin lampu tersebut mati karena ada pemadaman aliran listrik, maka kemudian kita akan memeriksa lampu di ruangan lain atau di rumah tetangga apakah juga mati atau tidak. Kalau ternyata lampu di ruangan lain tidak mati, bahwa mungkinl bola lampunya sudah rusak, sehingga akan mencoba memeriksa apakah bola lampu yang digunakan itu masih baik atau tidak, atau mungkin ada sambungan kabel yang rusak, maka kita akan memeriksa sambungan-sambungan kabel yang digunakan. Ketika kita berfikir dan berbuat seperti itu, sebetulnya kita sedang memeriksa relasi sebab-akibat. Cara berfikir seperti itu disebut cara berfikir rasional, dan cara berfikir rasional ini merupakan dasar dari pengembangan berbagai cabang ilmu pengetahuan termasuk fisika di dalamnya.

Mempelajari fisika berarti mempelajari alam semesta ciptaan Allah Yang Maha Besar. Manusia sebagai ciptaan Allah dengan fasilitas akal yang dipunyainya sebetulnya ditantang untuk selalu mempelajari alam semesta ini, karena dengan mempelajari alam semesta ini manusia bisa lebih mengenal kebesaran Allah dan dengan pengetahuan tentang alam semesta yang dikuasainya manusia bisa menjalankan amanah yang diberikan Allah kepadanya dengan baik yaitu sebagai khalifah di muka bumi.

Al Qur’an 3:190-191: Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal, yaitu orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadaan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata): Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia. Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka

Al Qur’an 67:3-4: (Dialah Allah) yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihatlah berulang-ulang, adalah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang? Kemudian pandanglah sekali lagi niscaya penglihatanmu akan kembali kepadamu dengan tidak menemukan sesuatu cacat dan penglihatanmu itupun dalam keadaan payah

Allah telah menciptakan alam semesta ini dengan karateristik:

- Derajat keteraturan tinggi

- Derajat kesimetrian tinggi

- Mengikuti aturan secara tetap (konsisten)

Dengan karakteristik inilah dimudahkan bagi manusia untuk mempelajari fisika, sehingga dapat merumuskan keteraturan dan kekonsistenan peristiwa-peristiwa alam yang seringkali terlihat sangat kompleks








Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.