FISIKA

Fisika teoretis dan eksperimental

Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh, sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang sukses.
Gampangnya, teoris berusaha mengembangkan teori yang dapat menjelaskan hasil eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan hasil eksperimen yang akan datang. Sementara itu, eksperimentalis menyusun dan melaksanakan eksperimen untuk menguji perkiraan teoretis. Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan secara terpisah, mereka saling bergantung. Kemajuan dalam fisika biasanya muncul ketika eksperimentalis membuat penemuan yang tak dapat dijelaska teori yang ada, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru. Tanpa eksperimen, penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah; salah satu contohnya adalah teori-M, teori populer dalam fisika energi-tinggi, karena eksperimen untuk mengujinya belum pernah disusun.

Teori fisika utama

Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, ada beberapa teori yang digunakan secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini diyakini benar adanya, dalam wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menjelaskan pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih besar daripada atom dan bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya. Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek mengagumkan dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada abad kedua puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya sedikit fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu, teori-teori tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih khusus, dan semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami teori-teori tersebut.

Teori	Subtopik utama	Konsep
Mekanika klasik	Hukum gerak Newton, Mekanika Lagrangian, Mekanika Hamiltonian, Teori chaos, Dinamika fluida, Mekanika kontinuum	Dimensi, Ruang, Waktu, Gerak, Panjang, Kecepatan, Massa, Momentum, Gaya, Energi, Momentum sudut, Torsi, Hukum kekekalan, Oscilator harmonis, Gelombang, Usaha, Daya
Elektromagnetik	Elektrostatik, Listrik, Magnetisitas, Persamaan Maxwell	Muatan listrik, Arus, Medan listrik, Medan magnet, Medan elektromagnetik, Radiasi elektromagnetis, Monopol magnetik
Termodinamika dan Mekanika statistik	Mesin panas, Teori kinetis	Konstanta Boltzmann, Entropi, Energi bebas, Panas, Fungsi partisi, Suhu
Mekanika kuantum	Path integral formulation, Persamaan Schrödinger, Teori medan kuantum	Hamiltonian, Partikel identik Konstanta Planck, Pengikatan kuantum, Oscilator harmonik kuantum, Fungsi gelombang, Energi titik-nol
Teori relativitas	Relativitas khusus, Relativitas umum	Prinsip ekuivalensi, Empat-momentum, Kerangka referensi, Waktu-ruang, Kecepatan cahaya

Bidang utama dalam fisika

Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang mempelajari aspek yang berbeda dari dunia materi. Fisika benda kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar, mempelajari properti benda besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui setiap hari, yang berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom. Bidang Fisika atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan cara mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari properti partikel super kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk benda lainnya. Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk menjelaskan fenomena astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata surya ke jagad raya secara keseluruhan.

Bidang	Sub-bidang	Teori utama	Konsep
Astrofisika	Kosmologi, Ilmu planet, Fisika plasma	Big Bang, Inflasi kosmik, Relativitas umum, Hukum gravitasi universal	Lubang hitam, Latar belakang radiasi kosmik, Galaksi, Gravitasi, Radiasi Gravitasi, Planet, Tata surya, Bintang
Fisika atomik, molekul, dan optik	Fisika atom, Fisika molekul, Optik, Photonik	Optik quantum	Difraksi, Radiasi elektromagnetik, Laser, Polarisasi, Garis spectral
Fisika partikel	Fisika akselerator, Fisika nuklir	Model standar, Teori penyatuan besar, teori-M	Gaya Fundamental (gravitasi, elektromagnetik, lemah, kuat), Partikel elemen, Antimatter, Putar, Pengereman simetri spontan, Teori keseluruhan Energi vakum
Fisika benda kondensi	Fisika benda padat, Fisika material, Fisika polimer, Material butiran	Teori BCS, Gelombang Bloch, Gas Fermi, Cairan Fermi, Teori banyak-tubuh	Fase (gas, cair, padat, Kondensat Bose-Einstein, superkonduktor, superfluid), Konduksi listrik, Magnetism, Pengorganisasian sendiri, Putar, Pengereman simetri spontan

 Bidang yang berhubungan

Ada banyak area riset yang mencampur fisika dengan bidang lainnya. Contohnya, bidang biofisika yang mengkhususkan ke peranan prinsip fisika dalam sistem biologi, dan bidang kimia kuantum yang mempelajari bagaimana teori kuantum mekanik memberi peningkatan terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di bawah:
Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika penghitungan - Elektronik - Teknik - Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis - Kimia Fisika - Dinamika kendaraan - Fisika Pendidikan

 Teori palsu

Fusi dingin - Teori gravitasi dinamik - Luminiferous aether - Energi orgone - Teori bentuk tetap

 Sejarah

Artikel utama: Sejarah fisika. Lihat juga Fisikawan terkenal dan Penghargaan Nobel dalam Fisika.
Sejak zaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda: mengapa objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda memiliki properti yang berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya, seperti bentuk Bumi dan sifat dari objek celestial seperti Matahari dan Bulan.
Beberapa teori diusulkan dan banyak yang salah. Teori tersebut banyak tergantung dari istilah filosofi, dan tidak pernah dipastikan oleh eksperimen sistematik seperti yang populer sekarang ini. Ada pengecualian dan anakronisme: contohnya, pemikir Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari mekanik dan hidrostatik.
Pada awal abad 17, Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains. Galileo memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik, terutama Hukum Inert. Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("prinsip matematika dari filsafat alam", dikenal sebagai Principia), memberikan penjelasan yang jelas dan teori fisika yang sukses: Hukum gerak Newton, yang merupakan sumber mekanika klasik; dan Hukum Gravitasi Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini cocok dalam eksperimen. Principia juga memuat beberapa teori dinamika fluida. Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum Gravitasi memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan fenomena astronomi menggunakan teori fisika.
Dari sejak abad 18 dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle, Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli menggunakan argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika, memulai bidang mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada 1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panasa juga dalam energi mekanika.
Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday, George Ohm, dan lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini adalah cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

Arah masa depan

Artikel utama untuk bagian ini adalah: masalah tak terpecahkan dalam fisika

Riset fisika mengalami kemajuan konstan dalam banyak bidang, dan masih akan tetap begitu jauh di masa depan.
Dalam fisika benda kondensi, masalah teoritis tak terpecahkan terbesar adalah penjelasan superkonduktivitas suhu-tinggi. Banyak usaha dilakukan untuk membuat spintronik dan komputer kuantum bekerja.
Dalam fisika partikel, potongan pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar Model Standar telah mulai menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan bahwa neutrino memiliki massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah menyelesaikan masalah solar neutrino yang telah berdiri-lama dalam fisika matahari. Fisika neutrino besar merupakan area riset eksperimen dan teori yang aktif. Dalam beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel akan mulai meneliti skala energi dalam jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis berharap untuk menemukan bukti untuk Higgs boson dan partikel supersimetri.
Para teori juga mencoba untuk menyatukan mekanika kuantum dan relativitas umum menjadi satu teori gravitasi kuantum, sebuah program yang telah berjalan selama setengah abad, dan masih belum menghasilkan buah. Kandidat atas berikutnya adalah Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop.
Banyak fenomena astronomikal dan kosmologikal belum dijelaskan secara memuaskan, termasuk keberadaan sinar kosmik energi ultra-tinggi, asimetri baryon, pemercepatan alam semesta dan percepatan putaran anomali galaksi.
Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks, chaos, atau turbulens masih dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang sepertinya dapat dipecahkan oleh aplikasi pandai dari dinamika dan mekanika, seperti pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam air "trickling", teori katastrof, atau pengurutan-sendiri dalam koleksi heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan. Fenomena rumit ini telah menerima perhatian yang semakin banyak sejak 1970-an untuk beberapa alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern dan komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelkan dengan cara baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat, seperti dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola pembentukan dalam sistem biologi. Pada 1932, Horrace Lamb meramalkan:

• Tsunami, pengertian, dampak dan penyebab terjadinya

Tsunami (bahasa Jepang: 津波; tsu = pelabuhan, nami =
gelombang, secara harafiah
berarti "ombak besar di
pelabuhan") adalah
perpindahan badan air yang
disebabkan oleh perubahan permukaan laut secara vertikal
dengan tiba-tiba. Perubahan
permukaan laut tersebut bisa
disebabkan oleh gempa bumi
yang berpusat di bawah laut,
letusan gunung berapi bawah laut, longsor bawah laut, atau
atau hantaman meteor di laut.
Gelombang tsunami dapat
merambat ke segala arah.
Tenaga yang dikandung dalam
gelombang tsunami adalah tetap terhadap fungsi
ketinggian dan kelajuannya. Di
laut dalam, gelombang
tsunami dapat merambat
dengan kecepatan 500-1000 km
per jam. Setara dengan kecepatan pesawat terbang.
Ketinggian gelombang di laut
dalam hanya sekitar 1 meter.
Dengan demikian, laju
gelombang tidak terasa oleh
kapal yang sedang berada di tengah laut. Ketika mendekati
pantai, kecepatan gelombang
tsunami menurun hingga
sekitar 30 km per jam, namun
ketinggiannya sudah
meningkat hingga mencapai puluhan meter. Hantaman
gelombang Tsunami bisa
masuk hingga puluhan
kilometer dari bibir pantai.
Kerusakan dan korban jiwa
yang terjadi karena Tsunami bisa diakibatkan karena
hantaman air maupun material
yang terbawa oleh aliran
gelombang tsunami. Dampak negatif yang
diakibatkan tsunami adalah
merusak apa saja yang
dilaluinya. Bangunan, tumbuh-
tumbuhan, dan mengakibatkan
korban jiwa manusia serta menyebabkan genangan,
pencemaran air asin lahan
pertanian, tanah, dan air bersih. Sejarawan Yunani bernama
Thucydides merupakan orang
pertama yang mengaitkan
tsunami dengan gempa bawah
lain. Namun hingga abad
ke-20, pengetahuan mengenai penyebab tsunami masih
sangat minim. Penelitian masih
terus dilakukan untuk
memahami penyebab tsunami. Teks-teks geologi, geografi,
dan oseanografi di masa lalu
menyebut tsunami sebagai
"gelombang laut seismik". Beberapa kondisi meteorologis,
seperti badai tropis, dapat
menyebabkan gelombang
badai yang disebut sebagai
meteotsunami yang
ketinggiannya beberapa meter diatas gelombang laut normal.
Ketika badai ini mencapai
daratan, bentuknya bisa
menyerupai tsunami, meski
sebenarnya bukan tsunami.
Gelombangnya bisa menggenangi daratan.
Gelombang badai ini pernah
menggenangi Burma
(Myanmar) pada Mei 2008. Wilayah di sekeliling Samudra
Pasifik memiliki Pacific
Tsunami Warning Centre
(PTWC) yang mengeluarkan
peringatan jika terdapat
ancaman tsunami pada wilayah ini. Wilayah di
sekeliling Samudera Hindia
sedang membangun Indian
Ocean Tsunami Warning
System (IOTWS) yang akan
berpusat di Indonesia. Bukti-bukti historis
menunjukkan bahwa
megatsunami mungkin saja
terjadi, yang menyebabkan
beberapa pulau dapat
tenggelam TERMINOLOGI Kata tsunami berasal dari
bahasa jepang, tsu berarti
pelabuhan, dan nami berarti
gelombang. Tsunami sering
terjadi Jepang. Sejarah Jepang
mencatat setidaknya 195 tsunami telah terjadi. Pada beberapa kesempatan,
tsunami disamakan dengan
gelombang pasang. Dalam
tahun-tahun terakhir, persepsi
ini telah dinyatakan tidak
sesuai lagi, terutama dalam komunitas peneliti, karena
gelombang pasang tidak ada
hubungannya dengan
tsunami. Persepsi ini dahulu
populer karena penampakan
tsunami yang menyerupai gelombang pasang yang
tinggi. Tsunami dan gelombang
pasang sama-sama
menghasilkan gelombang air
yang bergerak ke daratan,
namun dalam kejadian
tsunami, gerakan gelombang jauh lebih besar dan lebih lama,
sehingga memberika kesan
seperti gelombang pasang
yang sangat tinggi. Meskipun
pengartian yang menyamakan
dengan "pasang-surut" meliputi "kemiripan" atau
"memiliki kesamaan karakter"
dengan gelombang pasang,
pengertian ini tidak lagi tepat.
Tsunami tidak hanya terbatas
pada pelabuhan. Karenanya para geologis dan oseanografis
sangat tidak
merekomendasikan untuk
menggunakan istilah ini. Hanya ada beberapa bahasa
lokal yang memiliki arti yang
sama dengan gelombang
merusak ini. Aazhi Peralai
Bahasa Tamil, Beuna atau alôn
buluëk Bahasa Aceh adalah contohnya. Sebagai catatan,
dalam bahasa Tagalog versi
Austronesia, bahasa utama di
Filipina, alon berarti
"gelombang". Di Pulau
Simeulue, daerah pesisir barat Sumatra, Indonesia, dalam
Bahasa Defayan, semong
berarti tsunami. Sementara
dalam Bahasa Sigulai, emong
berarti tsunami. Penyebab terjadinya tsunami Skema terjadinya tsunami Tsunami dapat terjadi jika
terjadi gangguan yang
menyebabkan perpindahan
sejumlah besar air, seperti
letusan gunung api, gempa
bumi, longsor maupun meteor yang jatuh ke bumi. Namun,
90% tsunami adalah akibat
gempa bumi bawah laut.
Dalam rekaman sejarah
beberapa tsunami diakibatkan
oleh gunung meletus, misalnya ketika meletusnya
Gunung Krakatau. Gerakan vertikal pada kerak
bumi, dapat mengakibatkan
dasar laut naik atau turun
secara tiba-tiba, yang
mengakibatkan gangguan
keseimbangan air yang berada di atasnya. Hal ini
mengakibatkan terjadinya
aliran energi air laut, yang
ketika sampai di pantai menjadi
gelombang besar yang
mengakibatkan terjadinya tsunami. Kecepatan gelombang tsunami
tergantung pada kedalaman
laut di mana gelombang
terjadi, dimana kecepatannya
bisa mencapai ratusan
kilometer per jam. Bila tsunami mencapai pantai,
kecepatannya akan menjadi
kurang lebih 50 km/jam dan
energinya sangat merusak
daerah pantai yang dilaluinya.
Di tengah laut tinggi gelombang tsunami hanya
beberapa cm hingga beberapa
meter, namun saat mencapai
pantai tinggi gelombangnya
bisa mencapai puluhan meter
karena terjadi penumpukan masa air. Saat mencapai pantai
tsunami akan merayap masuk
daratan jauh dari garis pantai
dengan jangkauan mencapai
beberapa ratus meter bahkan
bisa beberapa kilometer. Gerakan vertikal ini dapat
terjadi pada patahan bumi atau
sesar. Gempa bumi juga
banyak terjadi di daerah
subduksi, dimana lempeng
samudera menelusup ke bawah lempeng benua. Tanah longsor yang terjadi di
dasar laut serta runtuhan
gunung api juga dapat
mengakibatkan gangguan air
laut yang dapat menghasilkan
tsunami. Gempa yang menyebabkan gerakan tegak
lurus lapisan bumi. Akibatnya,
dasar laut naik-turun secara
tiba-tiba sehingga
keseimbangan air laut yang
berada di atasnya terganggu. Demikian pula halnya dengan
benda kosmis atau meteor
yang jatuh dari atas. Jika
ukuran meteor atau longsor ini
cukup besar, dapat terjadi
megatsunami yang tingginya mencapai ratusan meter. Gempa yang menyebabkan
tsunami * Gempa bumi yang berpusat
di tengah laut dan dangkal (0 -
30 km)
* Gempa bumi dengan
kekuatan sekurang-kurangnya
6,5 Skala Richter * Gempa bumi dengan pola
sesar naik atau sesar turun Sistem Peringatan Dini Sistem peringatan tsunami Banyak kota-kota di sekitar
Pasifik, terutama di Jepang dan
juga Hawaii, mempunyai
sistem peringatan tsunami dan
prosedur evakuasi untuk
menangani kejadian tsunami. Bencana tsunami dapat
diprediksi oleh berbagai
institusi seismologi di berbagai
penjuru dunia dan proses
terjadinya tsunami dapat
dimonitor melalui perangkat yang ada di dasar atu
permukaan laut yang
terknoneksi dengansatelit. Perekam tekanan di dasar laut
bersama-sama
denganperangkat yang
mengapung di laut buoy,
dapat digunakan untuk
mendeteksi gelombang yang tidak dapat dilihat oleh
pengamat manusia pada laut
dalam. Sistem sederhana yang
pertama kali digunakan untuk
memberikan peringatan awal
akan terjadinya tsunami pernah dicoba di Hawai pada
tahun 1920-an. Kemudian,
sistem yang lebih canggih
dikembangkan lagi setelah
terjadinya tsunami besar pada
tanggal 1 April 1946 dan 23 Mei 1960. Amerika serikat
membuat Pasific Tsunami
Warning Center pada tahun
1949, dan menghubungkannya
ke jaringan data dan peringatan
internasional pada tahun 1965. Salah satu sistem untuk
menyediakan peringatan dini
tsunami, CREST Project,
dipasang di pantai Barat
Amerika Serikat, Alaska, dan
Hawai oleh USGS, NOAA, dan Pacific Northwest Seismograph
Network, serta oleh tiga
jaringan seismik universitas. Hingga kini, ilmu tentang
tsunami sudah cukup
berkembang, meskipun proses
terjadinya masih banyak yang
belum diketahui dengan pasti.
Episenter dari sebuah gempa bawah laut dan kemungkinan
kejadian tsunami dapat cepat
dihitung. Pemodelan tsunami
yang baik telah berhasil
memperkirakan seberapa besar
tinggi gelombang tsunami di daerah sumber, kecepatan
penjalarannya dan waktu
sampai di pantai, berapa
ketinggian tsunami di pantai
dan seberapa jauh rendaman
yang mungkin terjadi di daratan. Walaupun begitu,
karena faktor alamiah, seperti
kompleksitas topografi dan
batimetri sekitar pantai dan
adanya corak ragam tutupan
lahan (baik tumbuhan, bangunan, dll), perkiraan waktu
kedatangan tsunami,
ketinggian dan jarak rendaman
tsunami masih belum bisa
dimodelkan secara akurat. Sistem Peringatan Dini
Tsunami di Indonesia Pemerintah Indonesia, dengan
bantuan negara-negara donor,
telah mengembangkan Sistem
Peringatan Dini Tsunami
Indonesia (Indonesian Tsunami
Early Warning System - InaTEWS). Sistem ini berpusat
pada Badan Meteorologi,
Klimatologi, dan Geofisika
(BMKG) di Jakarta. Sistem ini
memungkinkan BMKG
mengirimkan peringatan tsunami jika terjadi gempa
yang berpotensi
mengakibatkan tsunami.
Sistem yang ada sekarang ini
sedang disempurnakan.
Kedepannya, sistem ini akan dapat mengeluarkan 3 tingkat
peringatan, sesuai dengan hasil
perhitungan Sistem Pendukung
Pengambilan Keputusan
(Decision Support System -
DSS). Pengembangan Sistem
Peringatan Dini Tsunami ini
melibatkan banyak pihak, baik
instansi pemerintah pusat,
pemerintah daerah, lembaga
internasional, lembaga non- pemerintah. Koordinator dari
pihak Indonesia adalah
Kementrian Negara Riset dan
Teknologi(RISTEK). Sedangkan
instansi yang ditunjuk dan
bertanggung jawab untuk mengeluarkan INFO GEMPA
dan PERINGATAN TSUNAMI
adalah BMKG (Badan
Meteorologi, Klimatologi dan
Geofisika). Sistem ini didesain
untuk dapat mengeluarkan peringatan tsunami dalam
waktu paling lama 5 menit
setelah gempa terjadi. Sistem Peringatan Dini
memiliki 4 komponen:
Pengetahuan mengenai
Bahaya dan Resiko, Peramalan,
Peringatan, dan
Reaksi.Observasi (Monitoring gempa dan permukaan laut),
Integrasi dan Diseminasi
Informasi, Kesiapsiagaan.

• Sejarah fisika kuantum

Setiap memasuki pemahaman
dunia atom, ilmuan mengalami
kesulitan yang luar biasa.
Teori-teori mapan tidak
berdaya, bahasa yang
digunakan mengalami kebuntuan, bahkan imajinasi
terhadap dunia atom
dipengaruhi pandangan
emosional. Pengalaman ini
dilukiskan Heisenberg: “Saya ingat pembicaraan saya
dengan Bohr yang
berlangsung selama berjam-
jam hingga larut malam dan
mengakhirinya dengan putus
asa; dan ketika perbincangan itu berakhir saya berjalan-jalan
sendirian di taman terdekat dan
mengulangi pertanyaan pada
diri saya sendiri berkali-kali:
Mungkinkah alam itu absurd
sebagaimana yang tampak pada kita dalam eksperimen-
eksperimen atom ini?” (Fritjof Capra, 2000:86). Situasi psikologis Heisenberg,
pada akhirnya merupakan
salah satu kata kunci dalam
perkembangan revolusioner
dunia atom. Benda/materi
yang diamati tidak terlepas dari pengalaman pengamat, benda/
materi bukan lagi sebagai objek
penderita yang dapat diotak-
atik sesuai keinginan
pengamat. Lebih jauhnya,
benda/materi sendiri yang berbicara dan mempunyai
keinginan sesuai fungsi dan
kedudukannya dalam suatu
fenomena. Absurditas
subatom terlihat ketika
dipandang sebagai benda/ materi tidak memadai lagi,
subatom bukan ‘benda’. Tetapi, merupakan kesalinghubungan
dalam membentuk jaringan
dinamis yang terpola. Sub-
subatom merupakan jaring-
jaring pembentuk dasar materi
yang merubah pandangan manusia selama ini yang
memandang sub atom sebagai
blok-blok bangunan dasar
pembentuk materi. Meminjam istilah Kuhn,
mekanika kuantum merupakan
paradigma sains revolusioner
pada awal abad 20. Lahirnya
mekanika kuantum, tidak
terlepas dari perkembangan- perkembangan teori, terutama
teori atom. Mekanika kuantum,
bukan untuk menghapus teori
dan hukum sebelumnya.
Mekanika kuantum tidak lebih
untuk merevisi dan menambal pandangan manusia terhadap
dunia, terutama dunia
mikrokosmik. Bisa jadi,
sebenarnya hukum-hukum
yang berlaku bagi dunia
[sunnatullah] telah tersedia dan berlaku bagi setiap fenomena
alam, tetapi pengalaman
manusialah yang terbatas.
Oleh sebab itu, sampai di sini
kita harus sadar dan meyakini
bahwa sifat sains itu sangat tentatif. Mengapa teori kuantum
merupakan babak baru cara
memandang alam? Vladimir
Horowitz pernah mengatakan
bahwa mozart terlalu mudah
untuk pemula, tetapi terlalu sulit untuk para ahli. Hal yang
sama juga berlaku untuk teori
kuantum. Secara sederhana
teori kuantum menyatakan
bahwa partikel pada tingkat
sub atomik tidak tunduk pada hukum fisika klasik. Entitas
seperti elektron dapat berwujud
[exist] sebagai dua benda
berbeda secara simultan— materi atau energi, tergantung
pada cara pengukurannya
(Paul Strathern, 2002:viii).
Kerangka mendasar melakukan
penalaran dalam sains adalah
berpikir dengan metoda induksi. Apabila melakukan
penalaran dengan metoda ini,
maka pengamatan terhadap
wajah alam fisik dilakukan
melalui premis-premis yang
khusus tentang materi-materi kecil [mikro] bahan alam fisik
yang kasat mata. Hukum-
hukum sains klasik yang telah
terpancang lama, ternyata
terlihat kelemahannya ketika
berhadapan dengan fenomena mikrokosmik. Gary Zukaf (2003:22)
memberikan pengertian secara
etimologis dari mekanika
kuantum. ‘Kuantum’ merupakan ukuran kuantitas
sesuatu, besarnya tertentu.
‘Mekanika’ adalah kajian atau ilmu tentang gerak. Jadi,
mekanika kuantum adalah
kajian atau ilmu tentang gerak
kuantum. Teori kuantum
mengatakan bahwa alam
semesta terdiri atas bagian- bagian yang sangat kecil yang
disebut kuanta [quanta, bentuk
jamak dari quantum], dan
mekanika kuantum adalah
kajian atau ilmu yang
mempelajari fenomena ini. Teori kuantum memang masih
pro dan kontra dalam
penerimaannya, dan bersifat
kontroversial ketika
menggugat otoritas sains yang
dianggap telah mapan. Adanya pro dan kontra terlihat
ketika Einstein yang
merupakan ilmuan besar abad
20 tidak menyukai teori ini,
meskipun Einstein merupakan
salah satu dukun yang membidangi lahirnya teori
kuantum. Dalam salah satu
perdebatan yang panjang
dengan Bohr yang
berlangsung di Kopenhagen,
Denmark; sehingga terkenal dengan “Tafsiran Kopenhagen”, Einstein mengatakan bahwa teori
kuantum tidak dapat
mengakomodir fraksi-fraksi
dalam sains, dia masih
berpegang teguh bahwa
madzhab newtonian merupakan mazhab yang
relatif akomodatif. Bohr
mengeluarkan argumen bahwa
manusialah yang tidak dapat
mengakomodir
pengalamannya yang sangat kaya, dan terakhir Bohr
menyindir Einstein, bahwa
orang yang tidak goncang
jiwanya oleh teori kuantum
berarti orang tersebut belum
memahaminya.

• eksperiment fisika indonesia : Jembatan Wheatstone

Posted: Fri, 18 Mar 2011 04:33:55 PDT

I. Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu :

1. Memahami prinsip kerja Jembatan Wheatstone.
2. Menyusun sendiri rangkaian Jembatan Wheatstone.
3. Menentukan besarnya hambatan yang belum diketahui dengan Jembatan Weatstone.
4. Menghitung hambatan pengganti untuk rangkaian seri dan paralel.

II. Dasar Teori
hambatan listrik merupakan karakteristik suatu bahan pengantar listrik/ konduktor,yang dapat di gunakan untukmengatur besarnya arus listrik yang melewati suatu rangkaian.
Hambatan sebuah konduktor di antara dua titik diukur dengan memasang sebuah beda potensial diantara titik-titik tersebut dan membandingkannya dengan arus listrik yang terukur. ( R=V/ I ). Cara pengukuran hambatan listrik dengan voltmeter dan ampermeter dapat menggunakan rangkain sperti gambar (1) dan gambar (2).

Gambar 1. Pengukuran Hambatan cara pertama
1. Buktikan pengukuran gambar 1 menghasilkan harga R dalam persamaan (1)
(1)

Gambar 2. Pengukuran hambatan cara kedua
2. Buktikan pengukuran gambar 2 menghasilkan harga R dalam persamaan (2) !
(2)
Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Prinsip dari rangkaian jembatan Wheatstone di perlihatkan pada gambar (3).

Gambar 3. Rangkaian Jembatan Wheatstone
Keterangan Gambar :
S: Saklar penghubung
G:Galvanometer
E: Sumber tegangan arus
Rs:Hambatan geser
Ra dan Rb:Hambatan yang sudah di ketahui nilainya.
Rx: Hambatan yang akan di tentukan nilainya.
Saat saklar S di tutup,maka arus akan melewati rangkaian.Jika jarum Galvanometer menyimpang artinya ada arus yang melewatinya,yaitu antara titik C dan D ada beda potensial.Dengan mengatur besarnya Ra dan Rb juga hambatan geser Rs akan dapat di capai galvanometer G tak teraliri arus,artinya tak ada beda potensial antara titik C dan D. Dengan demikian akan berlaku persamaan :
(3)
Untuk menyederhanakan rangkaian dan untuk menghubungkan besarnya R bergantung pada panjang penghantar, maka rangkaian jembatan Wheatstone dapat di ubah menggunakan kawat penghantar seperti gambar (4 ) di bawah ini:

Gambar 4. Rangkaian Jembatan Wheatstone menggunakan kontak geser di atas kawat penghantar
Pada kawat penghantar AB di berikan suatu kontak geser yang berasl dari ujung Galvanometer. Gunanya untuk mengatur agar tercapai pengukuran panjang L1dan L2 yang akan menghasilkan arus di Galvanometer sama dengan NOL. Oleh karena itu pada kawat AB perlu di lengkapi skala ukuran panjang.
Dengan menghubungkan persamaan (3) dengan persamaan (4) diperoleh hasil sebagai berikut:
………………………………………………………… (5)
Peralatan yang diperlukan :
a. Satu set Rangakaian Jembatan Wheatstone, yang terdiri dari :
1. DC Power Supply
2. Galvanometer
3. 2 Hambatan Pembanding ( Ra )
4. Hambatan yang akan diukur ( tertutup gelangnya )

III. Metode Percobaan

Prosedur Percobaan

1. Susun rangkaian seperti pada gambar (4). Setelah rangkaian yang anda susun di setujui assisten, hubungkan catu daya ke jaringan PLN.
2. Tempatkan kotak geser di tengah-tengah kawat hambatan.
3. ON kan posisi saklar catu daya.
4. Geser kotak gesernya sehingga arus yang melalui Galvanometer menjadi Nol.
5. Catat harga L₁ dan L₂ (sertakan ketidakpastiannya).
6. Ulangi langkah nomor 3-5 untuk harga Rx yang lain.
7. Ulangi langkah nomor 1-5 untuk Rx yang di hubungkan seri (gunakan hambatan di atas ).
8. Ulangi langkah nomor 1-5 untuk hambatan Rx yang di hubungkan paralel ( gunakan hambatan di atas).