Persamaan Fisika-Matematis yang Indah dan Memukau

Science is for those who learn; poetry, for those who know.
--Joseph Roux dalam Meditations of a Parish Priest (1886)

Bagaikan penyair yang sanggup meringkus pengalaman hidup dalam kata-kata yang ringkas, padat, namun menawarkan daya pikat yang hebat kepada pembacanya, begitu pula ilmuwan. Persamaan matematis bukan hanya memiliki kegunaan, tapi juga mengandung keindahan. Keindahan dalam sains, atau puisi dalam sains, melekat di dalam persamaan matematis yang ringkas, padat, sekaligus menyimpan kedahsyatan di dalamnya.
Tatkala fisikawan Max Planck meringkaskan pemahamannya tentang energi kuantum di dalam persamaan E=hf, hanya sedikit orang yang memahaminya di masa awal. Albert Einsteinlah orang yang pertama kali memahami persamaan yang ditulis oleh fisikawan yang sangat ia kagumi itu; dan sebaliknya, Planck-lah orang yang mengakui bakat luar biasa pegawai kantor paten ini.
Persamaan matematis seperti E=hf bukan hanya berguna untuk meringkaskan suatu gejala fisik, tapi juga memancarkan keindahan. Banyak ilmuwan yang mengakui bahwa rumus tertentu bukan hanya bermanfaat karena fungsi dan kegunaannya, tapi juga menawan karena bentuknya, kesederhanaannya, nuansa puitisnya.
Persamaan Einstein tentang Teori Umum Relativitas, yang dirumuskan pada tahun 1915, telah merevolusi cara ilmuwan memahami gravitasi dengan menggambarkan gaya sebagai lengkungan ruang dan waktu. Persamaan ini begitu memukau, kata astrofisikawan Mario Livio yang bekerja di Space Telescope Science Institute, “bayangkan, sebuah persamaan matematis mampu menggambarkan segala sesuatu tentang ruang-waktu”.
“Ini persamaan yang sangat elegan,” kata Kyle Cranmer, fisikawan di New York University. Persamaan ini menyingkapkan relasi antara ruang-waktu dan materi serta energi. Persamaan ini juga menjelaskan tentang bagaimana kehadiran matahari melengkungkan ruang-waktu sedemikian sehingga bumi bergerak mengelilingi matahari.
Cita rasa yang elegan juga jadi syarat bagi fisikawan Paul Dirac perihal kehebatan sebuah hukum fisika. Dalam sebuah seminar di Moskow tahun 1955, ketika diminta untuk meringkaskan filsafat fisikanya, Dirac menulis di papan dalam huruf-huruf besar: “Hukum fisika mesti menghadirkan keindahan matematis.”
Soalnya kemudian, keindahan macam apa? Secara tak langsung jawabannya diberikan oleh Stephen Hawking yang menyebutkan bahwa satu-satunya persamaan yang tak bisa ia tiadakan dari naskah The Brief History of Time ialah E=mc2. Narasi yang ia kisahkan dalam buku laris itu akan berkurang bobotnya bila persamaan Einstein dihapus. Hawking tetap mencantumkannya karena alasan kesederhanaan persamaan itu, yang hanya terdiri atas lima simbol: E, =, m, c, dan angka 2. Sederhana, tanpa hiasan berlebihan. Keindahan itu juga bermakna praktis.
Bahkan, persamaan matematis yang berusia jauh lebih tua dan dirumuskan oleh Pythagoras, orang Yunani kuno, tak kalah mengundang decak kagum hingga kini. Mungkin Anda masih ingat, dalil Pythagoras yang dikenal oleh siapapun yang mulai mempelajari geometri. Dalil ini berbunyi: Dalam suatu segitiga, jumlah kuadrat panjang sisi-sisi yang saling tegak lurus (a² + b²) sama dengan kuadrat sisi yang lain atau hipotenusnya (c²).
Persamaan ini begitu sederhana sekaligus ajaib. Inilah yang membuat Daina Taimina, matematikawan Cornell University, AS, demikian terkesan. “Fakta matematis paling pertama yang mengagumkan saya adalah Teorema Pythagoras,” ujar Daina. Dan hingga kini kita masih menggunakan ide Pythagoras ini. (Pythagoras sebenarnya bukanlah ‘penemu’ teorema ini sebab sudah diketahui oleh matematikawan dari masa sebelumnya. Nama orang Yunani ini melekat pada teorema ini sebab dialah yang pertama kali membuktikan kebenaran universal persamaan ini.
Suatu persamaan mampu mengubah cara pandang manusia terhadap dunia sekelilingnya. Ketika Heisenberg sampai kepada perumusannya yang mashur, Teori Ketidakpastian, jagat fisika geger. Teori Ketidakpastian memang menyiratkan sejenis paradoks yang menunjukkan ketidakmampuan manusia memahami zat secara tepat.
Teori ini menyatakan bahwa (hampir) tidak mungkin untuk mengukur dua besaran secara bersamaan, misalnya posisi dan momentum suatu partikel. Namun, banyak fisikawan terdepan masa itu memahami lebih jauh implikasinya. Einstein, yang ketika itu sudah menjadi ikon fisika modern, geleng-geleng kepala menanggapi pemikiran Heisenberg. “Bagaimana mungkin Tuhan bermain dadu?”
Ungkapan fisikawan Jeff Forshaw melukiskan bagaimana persamaan dalam matematika dan fisika bukan saja memantulkan keindahan, tapi sekaligus menyiratkan sesuatu yang lain. “Saya terhenyak oleh keindahan yang mengherankan dari persamaan-persamaan utama dalam fisika yang tampaknya menyingkapkan sesuatu yang menakjubkan tentang semesta kita,” kata Jeff Forshaw, “alam ini bekerja menurut sejumlah aturan yang indah.. Kita menemukan sesuatu di jantung benda-benda ini .. Ini terasa seperti sesuatu yang personal—seperti kita punya relasi dengan sesuatu yang sangat spesial.” **

Read More

BUKU BAHAN AJAR MEKANIKA KUANTUM

Berikut ini saya sajikan beberapa buku mekanika kuantum yang dapat sahabat fisika download di link berikut:

Prof. Freddy, P. Zen., D. Sc dan Agus Suroso, M. Si

Bahan ajar fisika-kuantum.pdf

Teori Atom Mekanika Kuantum.docx

Read More

MEDAN MAGNET PADA MANUSIA

MEDAN MAGNET PADA MANUSIA

Medan magnet juga dapat berada pada organ tubuh manusia. Berikut adalah beberapa medan magnet yang ada di organ tubuh manusia:

 
1. Asbes mengandung besi sehingga pada paru-paru para pekerja pembuat asbes dimungkinkan terdapat asbes di dalamnya.  Keberadaan asbes dalam tubuh dapat dideteksi dengan medan magnet.
 

2. Pada sistem saraf dan otot terdapat aliran arus listrik, dan ini tentu saja akan menghasilkan medan magnet.  Medan magnet tubuh dapat digunakan untuk mengukur kondisi kesehataan manusia.

3. Medan magnet terbesar dihasilkan oleh jantung.  Walaupun harganya sangat kecil, dengan peralatan yang canggih medan magnet dalam jantung dapat diukur. Medan magnet yang direkam disebut magnetocardiogram (MCG).

4. Medan magnet dalam otak juga dapat diukur namun harganya lebih kecil dibandingkan medan magnet jantung (kurang lebih sebesar sepersejuta harga magnet bumi).  Rekaman medan magnet otak disebut magnetoencephalogram (MEG).

Read More

SOAL DAN PEMBAHASAN

SOAL DAN PEMBAHASAN

SOAL 1

1. Dalam rangka persiapan National Science Project Competition, Komang melakukan percobaan tentang design pompa hidrolik yang efesien untuk mengangkat beban. Ia membuat tiga desain sebagai berikut.

Gambar 1.1. Design Pompa Hidrolik.

Berdasarkan desain tersebut, besarnya gaya yang diperlukan pada setiap piston untuk mengangkat beban yang diberikan adalah…

Pembahasan  :
Kasus ini berhubungan dengan prinsip Pascal, “tekanan yang diberikan pada fluida tertutup akan diteruskan tanpa mengalami pengurangan ke setiap bagian fluida dan dinding bejana”. Oleh karena itu, untuk fluida yang sejenis, tekanan yang diukur pada setiap piston akan selalu sama. Asumsi: luas penampang piston kecil untuk ketiga gambar adalah sama, begitu pula untuk piston besar. Dengan demikian, gaya tekan yang diberikan untuk setiap bejana A, B, dan C adalah F_A = F_C < F_B.

SOAL 2

1. Untuk mengangkat sebuah mobil yang massanya 4 ton dipergunakan pompa hidrolik seperti bagan pada Gambar 1.2. Jika perbandingan diameter pengisap 1 dan 2 yang berbentuk silinder adalah 1 : 50, maka gaya yang diperlukan pada pengisap 1 adalah

Pembahasan :
Diketahui:
m_mobil = 4 ton = 1000 kg
d₁ : d₂ = 1 : 50

Ditanya:
Gaya yang diperlukan pada penghisap kecil (F₁) =…?

Jawab:

P₁   = P₂

…….berdasarkan perbandingan d₁ dan d₂ maka:

 

F₂ = berat mobil = m_mobil . g = 4000 kg . 10 m/s² = 40000 N
= 16 N



SOAL 3

1. Sebuah pipa kapiler dengan jari-jari 0,1 cm dimasukkan pada minyak yang memiliki kerapatan 0,8 gram/cm³ dan sudut kontak 60⁰, sehingga minyak pada kapiler naik setinggi 0,5 cm. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s², tegangan permukaan minyak tersebut adalah….

Pembahasan:
Diketahui:



Ditanya:
tegangan permukaan minyak =….?

Jawab:







SOAL  4

1. Perhatikan gambar 1.3 di bawah ini!

Gambar 1.3. Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik ini terdiri dari dua piston, L dan R. Luas penampang piston R adalah dua kali luas penampang piston L. Berdasarkan gambar tersebut, apabila piston L diberikan gaya tekan sebesar F_L maka akan menghasilkan gaya dorong sebesar F_R pada piston R. Bagaimanakah dengan volume zat cair yang dipindahkan (ΔV) dari piston L ke piston R?

Pembahasan:
Secara sederhana, aliran zat cair dalam pompa tersebut dapat digambarkan seperti berikut.

Berdasarkan gambar tersebut, walaupun kedua piston, L dan R memiliki penampang yang berbeda, tetapi tekanan yang diberikan pada penampang L sama dengan tekanan yang diteruskan ke penampang R. Oleh karena itu, volume zat cair yang berpindah dari piston L ke piston R adalah sama.



SOAL 5
Seekor ikan berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan air.
Jika massa jenis air 1000 kg/m³ , percepatan gravitasi bumi 10 m/s² dan tekanan udara luar 10⁵N/m, tentukan :
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan
b) tekanan total yang dialami ikan
Pembahasan
Diketahui :
ρ =1000 kg/m³
g= 10m/s²
h= 15 m
P_o = 10⁵ N/m
Ditanya :
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan (Ph)
b) tekanan total yang dialami ikan (P)

Jawab:
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan


b) tekanan total yang dialami ikan



SOAL  6 
Seorang anak memasukkan benda M bermassa 500 gram ke dalam sebuah gelas berpancuran berisi air, air yang tumpah ditampung dengan sebuah gelas ukur seperti terlihat pada gambar berikut:

Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² tentukan berat semu benda di dalam air!
Pembahasan

Diketahui :
m_b = 500 g = 0,5 kg
m_f = 200 g = 0,2 kg

Ditanya :
berat semu benda =…….?
NOTE!!
Berat benda di fluida (berat semu) adalah berat benda di udara dikurangi gaya apung (Archimides) yang diterima benda. Besarnya gaya apung sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan yaitu berat dari 200 ml air = berat dari 200 gram air (ingat massa jenis air = 1 gr/cm³ = 1000 kg/m³).
Jawab :

Read More

TOKOH-TOKOH FISIKA

Nicolaus Copernicus

Nicolaus Copernicus (1473-1543) (nama Polandianya: Mikolaj Kopernik), dilahirkan tahun 1473 di kota Torun di tepi sungai Vistula, Polandia. Dia berasal dari keluarga berada. Sebagai anak muda belia, Copernicus belajar di Universitas Cracow, selaku murid yang menaruh minat besar terhadap ihwal ilmu perbintangan. Pada usia dua puluhan dia pergi melawat ke Italia, belajar kedokteran dan hukum di Universitas Bologna dan Padua yang kemudian dapat gelar Doktor dalam hukum gerejani dari Universitas Ferrara.
Copernicus menghabiskan sebagian besar waktunya tatkala dewasa selaku staf pegawai Katedral di Frauenburg (istilah Polandia: Frombork), selaku ahli hukum gerejani yang sesungguhnya Copernicus tak pernah jadi astronom profesional, kerja besarnya yang membikin namanya melangit hanyalah berkat kerja sambilan.
Selama berada di Italia, Copernicus sudah berkenalan dengan ide-ide filosof Yunani Aristarchus dari Samos (abad ke-13 SM). Filosof ini berpendapat bahwa bumi dan planit-planit lain berputar mengitari matahari. Copernicus jadi yakin atas kebenaran hipotesa “heliocentris” ini, dan tatkala dia menginjak usia empat puluh tahun dia mulai mengedarkan buah tulisannya diantara teman-temannya dalam bentuk tulisan-tulisan ringkas, mengedepankan cikal bakal gagasannya sendiri tentang masalah itu.
Copernicus memerlukan waktu bertahun-tahun melakukan pengamatan, perhitungan cermat yang diperlukan untuk penyusunan buku besarnya De Revolutionibus Orbium Coelestium (Tentang Revolusi Bulatan Benda-benda Langit), yang melukiskan teorinya secara terperinci dan mengedepankan pembuktian-pembuktiannya.
Di tahun 1533, tatkala usianya menginjak enam puluh tahun, Copernicus mengirim berkas catatan-catatan ceramahnya ke Roma. Di situ dia mengemukakan prinsip-prinsip pokok teorinya tanpa mengakibatkan ketidaksetujuan Paus. Baru tatkala umurnya sudah mendekati tujuh puluhan, Copernicus memutuskan penerbitan bukunya, dan baru tepat pada saat meninggalnya dia dikirimi buku cetakan pertamanya dari si penerbit. Ini tanggal 24 Mei 1543.
Dalam buku itu Copernicus dengan tepat mengatakan bahwa bumi berputar pada porosnya, bahwa bulan berputar mengelilingi matahari dan bumi, serta planet-planet lain semuanya berputar mengelilingi matahari. Tapi, seperti halnya para pendahulunya, dia membuat perhitungan yang serampangan mengenai skala peredaran planet mengelilingi matahari.

---

Isaac Newton….

Sir Isaac Newtonadalah seorang fisikawan,matematikawan, ahli astronomi dan juga ahli kimia yang berasal dari Inggris. Ia juga ilmuwan paling besar dan paling berpengaruh yang pernah hidup di dunia, lahir di Woolsthrope, Inggris, tepat pada hari Nataltahun 1642, bertepatan tahun dengan wafatnya Galileo. Seperti halnya Nabi Muhammad, dia lahir sesudah ayahnya meninggal Beliau merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika
modern.
Masa-masa Awal Isaac Newton
Newton dilahirkan di kota Woolsthorpe-by-Colsterworth, hamlet dicounty Lincolnshire lahir secara prematur, dimana saat itu bayi prematur tidak diharapkan kehadirannya di dunia. Ayahnya, Isaac, meninggal tiga bulan sebelum kelahiran Newton , dan dua tahun kemudian ibunya, Hannah Ayscough Newton, menikah dengan lelaki lain dan meninggalkan Newton dengan neneknya. Newtonmerupakan kanak-kanak pintar.
Berdasarkan pernyataan E.T. Bell (1937, Simon and Schuster) dan H. Eves:

“

Newton memulai sekolah saat tinggal bersama neneknya di desa dan kemudian dikirimkan ke sekolah bahasa di daerah Grantham dimana dia akhirnya menjadi anak terpandai di sekolahnya. Saat bersekolah di Grantham dia tinggal di-kost milik apoteker lokal yang bernama William Clarke. Sebelum meneruskan kuliah di Universitas Cambridge pada usia 19, Newton sempat menjalin kasih dengan adik angkat William Clarke, Anne Storer. Saat Newton memfokuskan dirinya pada pelajaran, kisah cintanya dengan menjadi semakin tidak menentu dan akhirnya Storer menikahi orang lain. Banyak yang menegatakan bahwa dia, Newton, selalu mengenang kisah cintanya walaupun selanjutnya tidak pernah disebutkan Newton memiliki seorang kekasih dan bahkan pernah menikah.

Sejak usia 12 hingga 17 tahun, Newton mengenyam pendidikan di sekolah The Kings School yang terletak di Grantham (tanda tangannya masih terdapat di perpustakaan sekolah). Keluarganya mengeluarkan Newton dari sekolah dengan alasan agar dia menjadi petani saja, bagaimanapun Newton terlihat tidak menyukai pekerjaan barunya. Tapi pada akhirnya setelah meyakinkan keluarga dan ibunya dengan bantuan paman dan gurunya, Newton dapat menamatkan sekolah pada usia 18 tahun dengan nilai yang memuaskan.
Di masa bocah dia sudah menunjukkan kecakapan yang nyata di bidang mekanika dan teramat cekatan menggunakan tangannya. Meskipun anak dengan otak cemerlang, di sekolah tampaknya ogah-ogahan dan tidak banyak menarik perhatian. Tatkala menginjak akil baliq, ibunya mengeluarkannya dari sekolah dengan harapan anaknya bisa jadi petani yang baik. Untungnya sang ibu bisa dibujuk, bahwa bakat utamanya tidak terletak di situ.
Pada umurnya delapan belas dia masuk Universitas Cambridge. Di sinilah Newton secara kilat menyerap apa yang kemudian terkenal dengan ilmu pengetahuan dan matematik dan dengan cepat pula mulai melakukan penyelidikan sendiri. Antara usia dua puluh satu dan dua puluh tujuh tahun dia sudah meletakkan dasar-dasar teori ilmu pengetahuan yang pada gilirannya kemudian mengubah dunia.
Pertengahan abad ke-17 adalah periode pembenihan ilmu pengetahuan. Penemuan teropong bintang dekat permulaan abad itu telah merombak seluruh pendapat mengenai ilmu perbintangan. Filosof Inggris Francis Bacon dan Filosof Perancis Rene Descartes kedua-duanya berseru kepada ilmuwan seluruh Eropa agar tidak lagi menyandarkan diri pada kekuasaan Aristoteles, melainkan melakukan percobaan dan penelitian atas dasar titik tolak dan keperluan sendiri. Apa yang dikemukakan oleh Bacon dan Descartes, sudah dipraktekkan oleh si hebat Galileo. Penggunaan teropong bintang, penemuan baru untuk penelitian astronomi oleh Newton telah merevolusionerkan penyelidikan bidang itu, dan yang dilakukannya di sektor mekanika telah menghasilkan apa yang kini terkenal dengan sebutan “Hukum gerak Newton” yang pertama.
Dengan berbagai hasil karya ilmiah yang dicapainya, Newton menulis sebuah buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, dimana pada buku tersebut dideskripsikan mengenai teori gravitasi secara umum, berdasarkan hukum gerak yang ditemukannya, dimana benda akan tertarik ke bawah karena gaya gravitasi. Bekerja sama denganGottfried Leibniz, Newton mengembangkan teori kalkulus. Newtonmerupakan orang pertama yang menjelaskan tentang teori gerak dan berperan penting dalam merumuskan gerakan melingkar dari hukum Kepler, dimana Newton memperluas hukum tersebut dengan beranggapan bahwa suatu orbit gerakan melingkar tidak harus selalu berbentuk lingkaran sempurna (seperti elipse, hiperbola dan parabola). Newton menemukan spektrum warna ketika melakukan percobaan dengan melewati sinar putih pada sebuah prisma, dia juga percaya bahwa sinar merupakan kumpulan dari partikel-partikel.Newton juga mengembangkan hukum tentang pendinginan yang di dapatkan dari teori binomial, dan menemukan sebuah prinsip momentum dan angular momentum.
Pendapat Kepala Akademi Ilmiah Berlin tentang Newton : ” Newtonialah seorang jenius besar yang pernah ada dan paling beruntung, yang tak bisa kita temukan lebih dari suatu sistem dunia untuk didirikan.” [See Shapley.
Ilmuwan besar lain, seperti William Harvey, penemu ihwal peredaran darah dan Johannes Kepler penemu tata gerak planit-planit di seputar matahari, mempersembahkan informasi yang sangat mendasar bagi kalangan cendikiawan. Walau begitu, ilmu pengetahuan murni masih merupakan kegemaran para intelektual, dan masih belum dapat dibuktikan –apabila digunakan dalam teknologi– bahwa ilmu pengetahuan dapat mengubah pola dasar kehidupan manusia sebagaimana diramalkan oleh Francis Bacon.
Walaupun Copernicus dan Galileo sudah menyepak ke pinggir beberapa anggapan ngelantur tentang pengetahuan purba dan telah menyuguhkan pengertian yang lebih genah mengenai alam semesta, namun tak ada satu pokok pikiran pun yang terumuskan dengan seksama yang mampu membelokkan tumpukan pengertian yang gurem dan tak berdasar seraya menyusunnya dalam suatu teori yang memungkinkan berkembangnya ramalan-ramalan yang lebih ilmiah. Tak lain dari Isaac Newton-lah orangnya yang sanggup menyuguhkan kumpulan teori yang terangkum rapi dan meletakkan batu pertama ilmu pengetahuan modern yang kini arusnya jadi anutan orang.
Newton sendiri agak ogah-ogahan menerbitkan dan mengumumkan penemuan-penemuannya. Gagasan dasar sudah disusunnya jauh sebelum tahun 1669 tetapi banyak teori-teorinya baru diketahui publik bertahun-tahun sesudahnya. Penerbitan pertama penemuannya adalah menyangkut penjungkir-balikan anggapan lama tentang hal-ihwal cahaya. Dalam serentetan percobaan yang seksama, Newton menemukan fakta bahwa apa yang lazim disebut orang “cahaya putih” sebenarnya tak lain dari campuran semua warna yang terkandung dalam pelangi. Dan ia pun dengan sangat hati-hati melakukan analisa tentang akibat-akibat hukum pemantulan dan pembiasan cahaya. Berpegang pada hukum ini dia –pada tahun 1668– merancang dan sekaligus membangun teropong refleksi pertama, model teropong yang dipergunakan oleh sebagian terbesar penyelidik bintang-kemintang saat ini. Penemuan ini, berbarengan dengan hasil-hasil yang diperolehnya di bidang percobaan optik yang sudah diperagakannya, dipersembahkan olehnya kepada lembaga peneliti kerajaan Inggris tatkala ia berumur dua puluh sembilan tahun.
Keberhasilan Newton di bidang optik saja mungkin sudah memadai untuk mendudukkan Newton pada urutan daftar buku ini. Sementara itu masih ada penemuan-penemuan yang kurang penting di bidang matematika murni dan di bidang mekanika. Persembahan terbesarnya di bidang matematika adalah penemuannya tentang “kalkulus integral” yang mungkin dipecahkannya tatkala ia berumur dua puluh tiga atau dua puluh empat tahun. Penemuan ini merupakan hasil karya terpenting di bidang matematika modern. Bukan semata bagaikan benih yang daripadanya tumbuh teori matematika modern, tetapi juga perabot tak terelakkan yang tanpa penemuannya itu kemajuan pengetahuan modern yang datang menyusul merupakan hal yang mustahil. Biarpun Newton tidak

---

---

Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison (lahir 11 Februari 1847 – meninggal 18 Oktober 1931 pada umur 84 tahun) adalah penemu dan pengusaha yang mengembangkan banyak peralatan penting. Si Penyihir Menlo Park ini merupakan salah seorang penemu pertama yang menerapkan prinsip produksi massal pada proses penemuan.

Masa kecil

Ia lahir di Milan, Ohio, Amerika Serikat pada tanggal 11 Februari 1847. Pada masa kecilnya di Amerika Serikat,Edison selalu mendapat nilai buruk di sekolahnya. Oleh karena itu ibunya memberhentikannya dari sekolah dan mengajar sendiri di rumah. Di rumah dengan leluasa Edison kecil dapat membaca buku-buku ilmiah dewasa dan mulai mengadakan berbagai percobaan ilmiah sendiri. Pada Usia 12 tahun ia mulai bekerja sebagai penjual koran, buah-buahan dan gula-gula di kereta api. Kemudian ia menjadi operator telegraf, Ia pindah dari satu kota ke kota lain. Di New York ia diminta untuk menjadi kepala mesin telegraf yang penting. Mesin-mesin itu mengirimkan berita bisnis ke seluruh perusahaan terkemuka di New York.

Masa muda

Pada tahun 1870 ia menemukan mesin telegraf yang lebih baik. Mesin-mesinnya dapat mencetak pesan-pesan di atas pita kertas yang panjang. Uang yang dihasilkan dari penemuannya itu cukup untuk mendirikan perusahaan sendiri. Pada tahun 1874 ia pindah ke Menlo Park, New Jersey. Disana ia membuat sebuah bengkel ilmiah yang besar dan yang pertama di dunia. Setelah itu ia banyak melakukan penemuan-penemuan yang penting. Pada tahun 1877 ia menemukan Gramofon. Dalam tahun 1879 ia berhasil menemukan lampu listrik kemudian ia juga menemukan proyektoruntuk film-film kecil. Tahun 1882 ia memasang lampu-lampu listrik di jalan-jalan dan rumah-rumah sejauh satu kilometer di kota New York. Hal ini adalah pertama kalinya di dunia lampu listrik di pakai di jalan-jalan. Pada tahun 1890, ia mendirikan perusahaan General Electric.

Thomas Edison waktu muda
Edison dipandang sebagai salah seorang pencipta paling produktif pada masanya, memegang rekor 1.093 paten atas namanya. Ia juga banyak membantu dalam bidang pertahanan pemerintahan Amerika Serikat. Beberapa penelitiannya antara lain : mendeteksi pesawat terbang, menghancurkan periskop dengan senjata mesin, mendeteksi kapal selam, menghentikan torpedo dengan jaring, menaikkan kekuatan torpedo, kapal kamuflase, dan masih banyak lagi.
Ia meninggal pada usianya yang ke-84, pada hari ulang tahun penemuannya yang terkenal, bola lampu modern.

Apresiasi

Pada tahun 1928 ia menerima penghargaan berupa sebuah medali khusus dari Kongres Amerika Serikat.
Kata kebajikan yang dikenang dari Thomas Alva Edison adalah:

“

Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras.

”

“

Keberuntungan adalah sesuatu yang terjadi ketika kesempatan bertemu dengan kesiapan.

”

“

Saya tidak patah semangat, karena setiap usaha yang salah adalah satu langkah maju.

”

Albert Einstein

Albert Einstein (lahir di Ulm, Kerajaan Württemberg, Kerajaan Jerman, 14 Maret 1879 – meninggal di Princeton, New Jersey, Amerika Serikat, 18 April 1955 pada umur 76 tahun) adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalamabad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistika, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotolistrik dan “pengabdiannya bagi Fisika Teoretis”.
Setelah teori relativitas umum dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmuwan. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmuwan dalam sejarah, dan dalam budaya populer, kataEinstein dianggap bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan genius. Wajahnya merupakan salah satu yang paling dikenal di seluruh dunia.
Pada tahun 1999, Einstein dinamakan “Tokoh Abad Ini” oleh majalah Time.
Untuk menghargainya, sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimia dinamai einsteinium, dan sebuah asteroiddinamai 2001 Einstein.
Rumus Einstein yang paling terkenal adalah E=mc²

Biografi

Masa muda dan universitas

Einstein dilahirkan di Ulm di Württemberg, Jerman; sekitar 100 km sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama Hermann Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan elektrokimia, dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di Stuttgart-Bad Cannstatt. Keluarga mereka keturunan Yahudi; Albert disekolahkan di sekolah Katholik dan atas keinginan ibunya dia diberi pelajaran biola.
Pada umur lima tahun, ayahnya menunjukkan kompas kantung, dan Einstein menyadari bahwa sesuatu di ruang yang “kosong” ini beraksi terhadap jarum di kompas tersebut; dia kemudian menjelaskan pengalamannya ini sebagai salah satu saat yang paling menggugah dalam hidupnya. Meskipun dia membuat model dan alat mekanik sebagai hobi, dia dianggap sebagai pelajar yang lambat, kemungkinan disebabkan oleh dyslexia, sifat pemalu, atau karena struktur yang jarang dan tidak biasa pada otaknya (diteliti setelah kematiannya). Dia kemudian diberikan penghargaan untuk teori relativitasnya karena kelambatannya ini, dan berkata dengan berpikir dalam tentang ruang dan waktu dari anak-anak lainnya, dia mampu mengembangkan kepandaian yang lebih berkembang. Pendapat lainnya, berkembang belakangan ini, tentang perkembangan mentalnya adalah dia menderita Sindrom Asperger, sebuah kondisi yang berhubungan dengan autisme.

Einstein mulai belajar matematika pada umur dua belas tahun. Ada gosip bahwa dia gagal dalam matematika dalam jenjang pendidikannya, tetapi ini tidak benar; penggantian dalam penilaian membuat bingung pada tahun berikutnya. Dua pamannya membantu mengembangkan ketertarikannya terhadap dunia intelek pada masa akhir kanak-kanaknya dan awal remaja dengan memberikan usulan dan buku tentang sains dan matematika.
Pada tahun 1894, dikarenakan kegagalan bisnis elektrokimia ayahnya, Einstein pindah dari München ke Pavia, Italia (dekat kota Milan). Albert tetap tinggal untuk menyelesaikan sekolah, menyelesaikan satu semester sebelum bergabung kembali dengan keluarganya di Pavia.
Kegagalannya dalam seni liberal dalam tes masuk Eidgenössische Technische Hochschule (Institut Teknologi Swiss Federal, di Zurich) pada tahun berikutnya adalah sebuah langkah mundur dia oleh keluarganya dikirim ke Aarau, Swiss, untuk menyelesaikan sekolah menengahnya, di mana dia menerima diploma pada tahun 1896, Einstein beberapa kali mendaftar di Eidgenössische Technische Hochschule. Pada tahun berikutnya dia melepas kewarganegaraan Württemberg, dan menjadi tak bekewarganegaraan.
Pada 1898, Einstein menemui dan jatuh cinta kepada Mileva Marić, seorang Serbia yang merupakan teman kelasnya (juga teman Nikola Tesla). Pada tahun 1900, dia diberikan gelar untuk mengajar oleh Eidgenössische Technische Hochschule dan diterima sebagai warga negara Swiss pada 1901. Selama masa ini Einstein mendiskusikan ketertarikannya terhadap sains kepada teman-teman dekatnya, termasuk Mileva. Dia dan Mileva memiliki seorang putri bernama Lieserl, lahir dalam bulan Januari tahun 1902. Lieserl Einstein, pada waktu itu, dianggap tidak legal karena orang tuanya tidak menikah.

Kerja dan Gelar Doktor

Albert Einstein, 1905
Pada saat kelulusannya Einstein tidak dapat menemukan pekerjaan mengajar, keterburuannya sebagai orang muda yang mudah membuat marah professornya. Ayah seorang teman kelas menolongnya mendapatkan pekerjaan sebagai asisten teknik pemeriksa di Kantor Paten Swiss pada tahun1902. Di sana, Einstein menilai aplikasi paten penemu untuk alat yang memerlukan pengetahuan fisika. Dia juga belajar menyadari pentingnya aplikasi dibanding dengan penjelasan yang buruk, dan belajar dari direktur bagaimana “menjelaskan dirinya secara benar”. Dia kadang-kadang membetulkan desain mereka dan juga mengevaluasi kepraktisan hasil kerja mereka.
Einstein menikahi Mileva pada 6 Januari 1903. Pernikahan Einstein dengan Mileva, seorang matematikawan. Pada 14 Mei 1904, anak pertama dari pasangan ini, Hans Albert Einstein, lahir. Pada 1904, posisi Einstein di Kantor Paten Swiss menjadi tetap. Dia mendapatkan gelar doktor setelah menyerahkan thesis “Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen” (“On a new determination of molecular dimensions“) pada tahun 1905 dari Universitas Zürich.
Pada tahun yang sama dia menulis empat artikel yang memberikan dasar fisika modern, tanpa banyak sastra sains yang dapat ia tunjuk atau banyak kolega dalam sains yang dapat ia diskusikan tentang teorinya. Banyak fisikawan setuju bahwa ketiga thesis itu (tentang gerak Brownian), efek fotolistrik, dan relativitas khusus) pantas mendapat Penghargaan Nobel. Tetapi hanya thesis tentang efek fotoelektrik yang mendapatkan penghargaan tersebut. Ini adalah sebuah ironi, bukan hanya karena Einstein lebih tahu banyak tentang relativitas, tetapi juga karena efek fotoelektrik adalah sebuah fenomena kuantum, dan Einstein menjadi terbebas dari jalan dalam teori kuantum. Yang membuat thesisnya luar biasa adalah, dalam setiap kasus, Einstein dengan yakin mengambil ide dari teori fisika ke konsekuensi logis dan berhasil menjelaskan hasil eksperimen yang membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade.
Dia menyerahkan thesis-thesisnya ke “Annalen der Physik“. Mereka biasanya ditujukan kepada “Annus Mirabilis Papers” (dari Latin: Tahun luar biasa). Persatuan Fisika Murni dan Aplikasi (IUPAP) merencanakan untuk merayakan 100 tahun publikasi pekerjaan Einstein pada tahun 1905 sebagai Tahun Fisika 2005.

Gerakan Brownian

Di artikel pertamanya pada tahun 1905 bernama “On the Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid“, mencakup penelitian tentang gerakan Brownian. Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang memuaskan setelah beberapa dekade setelah ia pertama kali diamati, memberikan bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan juga meminjamkan keyakinan pada mekanika statistika, yang pada saat itu juga kontroversial.
Sebelum thesis ini, atom dikenal sebagai konsep yang berguna, tetapi fisikawan dan kimiawan berdebat dengan sengit apakah atom itu benar-benar suatu benda yang nyata. Diskusi statistik Einstein tentang kelakuan atom memberikan pelaku eksperimen sebuah cara untuk menghitung atom hanya dengan melihat melalui mikroskop biasa. Wilhelm Ostwald, seorang pemimpin sekolah anti-atom, kemudian memberitahu Arnold Sommerfeld bahwa ia telah berkonversi kepada penjelasan komplit Einstein tentang gerakan Brown.

Read More

Tokoh Ilmuwan dan Penemu Bidang Fisika / Fisika Terapan

muhamad nurdin fathurrohman Thursday, March 27, 2014 Daftar, Fisika

Keterangan: (Klik nama Penemu untuk melihat biografi dan sejarah penemuannya)

1. Albert Einstein - Jerman - teori relativitas.
2. Alessandro Volta -  Italia - Penemu Batu baterai
3. Archimedes - Yunani - Penemu hidrostatika, statika dan penjelasan dari prinsip tuas.
4. Aristoteles
5. Arthur Compton - Amerika serikat - Penemu efek compton
6. Arthur Stanley Eddington - Inggris - Penemu astrofisika teori, penemu hukum massa kecemerlangan bintang 
7. Blaise Pascal - Prancis - Penemu Mesin hitung
8. Brian David Josephson - Britania Raya - Penemu Efek Josephson
9. Carl Friedrich Gauss - Jerman - Penemu teori bilangan
10. Charles-Augustin de Coulomb - Perancis - Penemu hukum coulomb
11. Charles Wheatstone - Inggris - Penemu Stereogram, Jembatan Wheatstone, Playfair cipher
12. Christian Doppler - Austria - Penemu efek Doppler
13. Daniel Bernoulli - Belanda - Penemu Hukum Bernoulli
14. Democritus - Yunani - Bapak Teori Atom
15. Douglas Hartree - UK - Pengembang Analisis Numerik
16. Edwin Hubble - Amerika - Penggagas hukum Hubble
17. Enrico Fermi - Italia - Bapak bom atom
18. Ernst Mach Austria peneliti Bilangan Mach, Prinsip Mach, Gelombang kejut, Gelombang Mach, Efek refleksi Mach
19. Ernest Rutherford - Inggris - Penemu Proton
20. Erwin Schrödinger - Austria - Mengembangkan Teori kuantum
21. Evangelista Torricelli - Itali - Penemu Barometer air raksa
22. Daniel Gabriel Fahrenheit - Jerman - Penemu Skala suhu Fahrenheit
23. Galileo Galilei - Italia - Penemu Termometer tahun 1593
24. Georg Ohm - Jerman - Penemu hukum Ohm
25. George Eugene Uhlenbeck -  mengusulkan konsep elektron berputar
26. Gottfried Wilhelm Leibniz - Jerman - Penggagas Kalkulus dan Biner
27. Gustav Robert Kirchhoff - Jerman - Penggagas teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi radiasi benda hitam
28. Giovanni Battista Venturi - Italia - Penemu efek Venturi
29. Hans Christian Ørsted - Denmark - Peneliti hubungan antara listrik dan magnetisme
30. Heinrich Hertz - Jerman - Penemu teori Radiasi Elektromagnetik dan Efek fotolistrik
31. Henri becquerel - Perancis - Penemu Radio Aktifitas
32. Hermann von Helmholtz - Jerman - penggagas Konservasi energi
33. Hendrik Lorentz - Belanda - Penemu efek Zeeman
34. Hiroshi Amano - Jepang - Penemu LED (Light-Emitting Diodes) warna biru yang efisien
35. Hugo Tetrode - Belanda - fisikawan teoritis yang berkontribusi dalam fisika statistik, teori kuantum awal dan mekanika kuantum
36. Irving Langmuir - Amerika - Penemu Kawat pijar dan tabung vacum tinggi
37. Isaac Newton - Inggris - Penemu hukum grafitasi
38. Isamu Akasaki - Jepang - Penemu Galium nitrida (GaN) terang dan Light Emitting Diode (LED) biru.
39. James Clerk Maxwell - Penemu Spektrum Elektromagnetik
40. James Chadwick - Inggris - Penemu Neutron
41. James Watt - Inggris - Penemu Mesin uap
42. Jean-Baptiste Biot - Perancis - Peneliti Cahaya Terpolarisasi
43. Johannes Diderik van der Waals - Ilmuwan Persamaan Gas dan Cairan
44. Johannes Hans Daniel Jensen - Je4man - Penggagas Model Kulit Nuklir 
45. Johannes Kepler - Penemu hukum perputaran planet
46. Johannes Robert Rydberg - Swedia - Penemu rumus Rydberg
47. Johann Jakob Balmer - Swiss - Penemu Rumus Empiris Untuk Garis-Garis Spektrum Atom Hidrogen
48. Johann Josef Loschmidt - Austria - 
49. John Dalton - Inggris - Pencetus teori atom moderen
50. John Douglas Cockcroft - Inggris - Berhasil Memecahkan Inti Atom 
51. John Henry Poynting - Penemu  Efek Poynting di torsi
52. John J. Montgomery- Perintis penerbangan
53. Joseph Fourier- Perancis - Penemu Deret Fourier 
54. Joseph Henry -Amerika - Penemu Penyebab Awal Terjadinya Bel Listrik dan Listrik estafet (Relay)
55. Joseph John Thomson Inggris - Penemu Elektron 
56. Joseph Louis Gay-Lussac -Perancis- penggagas Hukum Gay-Lussac dan Penemu boron
57. Joseph-Louis Lagrange - Italia - Analitis Mekanika
58. Joseph Plateau - Belgia - Penemu ilusi gambar bergerak
59. Joseph Stefan - Austtria - Penemu Hubungan Antara Intensitas Dengan Suhu Benda yang Memancarkan 
60. Klaus von Klitzing - Jerman - Penemu Efek Kuantum Hall 
61. Lord Rayleigh - Inggris - penemu argon, hamburan Rayleigh, gelombang hamburan Rayleigh
62. Louis-Victor de Broglie - Perancis - Penemu-Sifat-Gelombang-Elektron
63. Leonhard Euler - Swiss - Penemu rumus matematika
64. Ludwig Boltzmann - Austria - penggagas teori atomik
65. Marie Curie - Polandia - Perintis Radiologi
66. Max Planck - Jerman - Pencetus teori kuantum
67. Michael Faraday - Inggris - Penemu Dinamo
68. Niels Bohr- denmark - Penemu Teori Struktur Atom
69. Nikola Tesla - Amerika - ahli listrik, kontributor keelektromagnetan
70. Oliver Heaviside - Inggris - Matematikawan otodidak yang jenius
71. Osborne Reynolds - Inggris - Penemu Bilangan Tak Berdimensi
72. Otto Sackur - Jerman - Penggagas Persamaan Sackur-tetrode 
73. Owen Willans Richardson Inggris - penemu emisi termionik
74. Pierre Curie - Perancis - Pelopor Kristalografi, Magnetisme, Piezoelektrik dan Radioaktivitas
75. Robert Boyle - Irlandia - Penemu pompa udara modern, korek api
76. Thomas Alva Edison - Amerika serikat - Penemu bola lampu modern 
77. Thomas Alva Edison - Amerika Serikat -Penemu Bola lampu, Proyektor film
78. Thomas Townsend Brown - Amerika - Penemu Hubungan Antara Gaya Gravitasi Dengan Gaya Elektromagnetik
79. Robert Andrews Millikan -  Amerika - Penemu harga muatan listrik
80. Robert Hooke - Inggris - Penemu sel pertama kali
81. Robert J. Van de Graff - Amerika - Penemu Alat Pembangkit Listrik Statis
82. Samuel Goudsmit - Belanda/Amerika - Penggagas Konsep Elektron Berputar
83. Stephen Hawking - Inggris - Fisikawan teoritis
84. Victor Franz Hess - Austria/AS - Penemu SInar Kosmik 
85. Werner Karl Heisenberg - Jerman - Teori prinsip ketidakpastian 
86. Wilhelm Conrad Röntgen - Jerman - penemu sinar-x
87. William Sturgeon - Inggris - Penemu elektromagnet 
88. Wilhelm Wien - Jerman - Penemu Hukum Radiasi Panas
89. Wolfgang Ernst Pauli - Austria-swiss -  - Penemu Hukum Alam baru, Prinsip Pengecualian (Prinsip Pauli)

Read More

fisika punya semua

Alat-alat Optik

Mata

Mata manusia sebagai alat indra penglihatan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia.
Bagian-bagian mata menurut kegunaan fisis sebagai alat optik :
Kornea merupakan lapisan terluar yang keras untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak.
Aqueous humor (cairan) yang terdapat di belakang kornea fungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata.
Lensa terbuat dari bahan bening (optis) yang elastik, merupakan lensa cembung berfungsi membentuk bayangan.Iris (otot berwarna) membentuk celah lingkaran yang disebut pupil.
Pupil berfungsi mengatur banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. Lebar pupil diatur oleh iris, di tempat gelap pupil membuka lebar agar lebih banyak cahaya yang masuk ke dalam mata.
Retina (selaput jala) terdapat di permukaan belakang mata yang berfungi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat. Bayangan yang jatuh pada retina bersifat : nyata, diperkecil dan terbalik.
Bintik buta merupakan bagian pada retina yang tidak peka terhadap cahaya, sehingga bayangan jika jatuh di bagian ini tidak jelas/kelihatan, sebaliknya pada retina terdapat bintik kuning.
Permukaan retina terdiri dari berjuta-juta sel sensitif, ada yang berbentuk sel batang berfungsi membedakan kesan hitam/putih dan yang berbentuk sel kerucut berfungsi membedakan kesan berwarna.Otot siliar (otot lensa mata) berfungsi mengatur daya akomodasi mata.
Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke permukaan retina. Oleh sel-sel yang ada di dalam retina, rangsangan cahaya ini dikirimkan ke otak. Oleh otak diterjemahkan sehingga menjadi kesan melihat.

Daya Akomodasi Mata.

Perlu diketahui bahwa jarak antara lensa mata dan retina selalu tetap. Sehingga dalam melihat benda-benda pada jarak tertentu perlu mengubah kelengkungan lensa mata. Untuk mengubah kelengkungan lensa mata, yang berarti mengubah jarak titik fokus lensa merupakan tugas otot siliar. Hal ini dimaksudkan agar bayangan yang dibentuk oleh lensa mata selalu jatuh di retina. Pada saat mata melihat dekat lensa mata harus lebih cembung (otot-otot siliar menegang) dan pada saat melihat jauh lensa harus lebih pipih (otot-otot siliar mengendor). Peristiwa perubahan-perubahan ini disebut daya akomodasi.

Daya akomodasi (daya suai) adalah kemampuan otot siliar untuk menebalkan atau memipihkan kecembungan lensa mata yang disesuaikan dengan dekat atau jauhnya jarak benda yang dilihat.
Manusia memiliki dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan) yaitu :
1. titik dekat mata (punctum proximum) adalah jarak benda terdekat di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal (emetropi) titik dekatnya berjarak 10cm s/d 20cm (untuk anak-anak) dan berjarak 20cm s/d 30cm (untuk dewasa). Titik dekat disebut juga jarak baca normal.
2. titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah “tak terhingga”.

Cacat Mata
Berkurangnya daya akomodasi mata seseorang dapat menyebabkan berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak tertentu dengan jelas. Cacat mata yang disebabkan berkurangnya daya akomodasi, antara lain rabun jauh, rabun dekat dan rabun dekat dan jauh. Selain tiga jenis itu, masih ada jenis cacat mata lain yang disebut astigmatisma.
Cacat mata dapat dibantu dengan kacamata. Kacamata hanya berfungsi membantu penderita cacat mata agar bayangan benda yang diamati tepat pada retina. Kacamata tidak dapat menyembuhkan cacat mata. Ukuran yang diberikan pada kacamata adalah kekuatan lensa yang digunakan. Kacamata berukuran -1,5, artinya kacamata itu berlensa negatif dengan kuat lensa -1,5 dioptri.Berkurangnya daya akomodasi mata dapat menyebabkan cacat mata sebagai berikut :

Rabun jauh (miopi)

Rabun jauh yaitu mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas, disebut juga mata perpenglihatan dekat (terang dekat/mata dekat). Penyebab terbiasa melihat sangat dekat sehingga lensa mata terbiasa tebal. Miopi sering dialami oleh tukang arloji, penjahit, orang yang suka baca buku (kutu buku) dan lain-lain.
Untuk mata normal (emetropi) melihat benda jauh dengan akomodasi yang sesuai, sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.
Mata miopi melihat benda jauh bayangan jatuh di depan retina, karena lensa mata terbiasa tebal.
Mata miopi ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif).

Tugas dari lensa cekung adalah membentuk bayangan benda di depan mata pada jarak titik jauh orang yang mempunyai cacat mata miopi. Karena bayangan jatuh di depan lensa cekung, maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis, 1/f=1/So+1/Si si adalah jarak titik jauh mata miopi. so adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata.

Rabun dekat (hipermetropi)

Rabun dekat tidak dapat melihat jelas benda dekat, disebut juga mata perpenglihatan jauh (terang jauh/mata jauh). Rabun dekat mempunyai titik dekat yang lebih jauh daripada jarak baca normal. Penyebab terbiasa melihat sangat jauh sehingga lensa mata terbiasa pipih.
Rabun dekat sering dialami oleh penerbang (pilot), pelaut, sopir dan lain-lain. Rabun jauh ditolong dengan kacamata berlensa cembung (positif).

Bayangan yang dibentuk lensa cembung harus berada pada titik dekat mata penderita rabun dekat. Karena bayangan yang dihasilkan lensa cembung berada di depan lensa maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis, 1/f=1/So+1/Si
si adalah jarak titik jauh mata hipermetropi. so adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata.

Mata tua (presbiopi)

Mata tua tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh dan benda-benda pada jarak baca normal, disebabkan daya akomodasi telah berkurang akibat lanjut usia (tua). Pada mata tua titik dekat dan titik jauh keduanya telah bergeser. Mata tua diatasi atau ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (cembung dan cekung). Pada kacamata dengan lensa rangkap, lensa negatif bekerja seperti lensa pada kaca mata miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti halnya pada kacamata hipermetropi.

Astigmatisma (mata silindris)

Astigmatisma disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk sferik (irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada bidang lainnya. Akibatnya benda yang berupa titik difokuskan sebagai garis. Mata astigmatisma juga memfokuskan sinar-sinar pada bidang vertikal lebih pendek dari sinar-sinar pada bidang horisontal.Astigmatisma ditolong/dibantu dengan kacamata silindris.

Kamera

Kamera digunakan manusia untuk merekam kejadian penting atau kejadian yang menarik. Banyak jenis dan model kamera dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kamera yang dipakai wartawan berbeda dengan yang dipakai fotografer. Kamera video dipakai dalam pengambilan gambar untuk siaran televisi atau pembuatan film. Kamera elektronik (autofokus) lebih mudah dipakai karena tanpa pengaturan lensa. Dewasa ini sudah ada kamera digital yang data gambarnya tidak perlu melalui proses pencetakan melainkan dapat dilihat atau diolah melalui komputer.
Bagian-bagian kamera mekanik (bukan otomatis) menurut kegunaan fisis :

• lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda yang difoto
• diafragma berfungsi untuk membuat sebuah celah/lubang yang dapat diatur luasnya
• aperture yaitu lubang yang dibentuk diafragma untuk mengatur banyak cahaya
• shutter pembuka/penutup “dengan cepat” jalan cahaya yang menuju ke pelat film

• pelat film berfungsi sebagai layar penangkap/perekam bayangan.Setiap benda yang di foto, terletak pada jarak yang lebih besar dari dua kali jarak fokus di depan lensa kamera, sehingga bayangan yang jatuh pada pelat film memiliki sifat nyata, terbalik dan diperkecil. Untuk memperoleh bayangan yang tajam dari benda-benda pada jarak yang berbeda-beda, lensa cembung kamera dapat digeser ke depan atau ke belakang.

Lup (kaca pembesar)

Lup (kaca pembesar) dipakai untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dan jelas. Oleh tukang arloji, lup dipakai agar bagian jam yang diperbaikinya kelihatan lebih besar dan jelas. Oleh siswa saat praktikum biologi, lup dipakai untuk mengamati bagian hewan atau tumbuhan agar kelihatan besar dan jelas.

Sebagai alat optik, lup berupa lensa cembung tebal (berfokus pendek). Sifat bayangan yang diharapkan dari benda kecil yang dilihat dengan lup adalah tegak dan diperbesar. Orang yang melihat benda dengan menggunakan lup akan mempunyai sudut penglihatan (sudut anguler) yang lebih besar daripada orang yang melihat dengan mata biasa. Ada dua cara memakai lup, yaitu dengan mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi.

Melihat dengan mata tak berakomodasi
Untuk melihat tanpa berakomodasi maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak berhingga. Benda yang dilihat harus diletakkan tepat pada titik fokus lup.

Keuntunganya adalah untuk pengamatan lama mata tidak cepat lelah, sedangkan kelemahannya dari segi perbesaran berkurang. Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.
Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :
M = ^PP/_f
Keterangan :
M = perbesaran lup
PP= titik dekat mata
f = jarak titik fokus lensa

Melihat dengan mata berakomodasi
Agar mata dapat melihat dengan berakomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa harus berada di titik dekat mata (PP). Benda yang dilihat harus terletak antara titik fokus dan titik pusat sumbu lensa.

Kelemahannya untuk pengamatan lama mata cepat lelah, sedangkan keuntungannya dari segi perbesaran bertambah.
Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.
Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :
M = ^PP/_f + 1
Keterangan :
M = perbesaran lup
PP= titik dekat mata
f = jarak titik fokus lensa

Mikroskop

Penggunaan lup untuk mengamati benda-benda kecil ada batasnya. Jika kita menggunakan lup yang berjarak fokus kecil untuk mendapatkan perbesaran yang lebih besar, bayangan yang diperoleh tidak sempurna. Untuk itu, diperlukan mikroskop. Dengan memakai mikroskop kita dapat mengamati benda atau hewan renik, seperti bakteri dan virus yang tidak dapat dilihat mata secara langsung ataupun dengan memakai lup. Jenis mikroskop mutakhir yang sudah dibuat manusia adalah mikroskup elektron. Dalam subbab ini akan dipelajari mikroskop cahaya yang proses kerjanya memanfaatkan lensa cembung dengan menerapkan pembiasan cahaya.

Mikroskop cahaya mempunyai bagian utama berupa dua lensa cembung. Lensa yang menghadap benda disebut lensa objektif dan yang dekat ke mata disebut lensa okuler. Jarak fokus lensa objektif lebih kecil dari jarak fokus lensa okuler. Selain itu, mikroskop dilengkapi dengan cermin cekung yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya pada objek preparat yang akan diamati. Untuk mengatur panjang mikroskop agar diperoleh bayangan dengan jelas digunakan makrometer dan mikrometer.

Dasar kerja mikroskop
Obyek atau benda yang diamati harus diletakkan di antara Fob dan 2Fob, sehingga lensa obyektif membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk lensa obyektif merupakan benda bagi lensa okuler. Lensa okuler berperan seperti lup yang dapat diatur/digeser-geser sehingga mata dapat mengamati dengan cara berakomodasi atau tidak berakomodasi.

Pengamatan dengan akomodasi maksimum
Untuk pengamatan dengan akomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus jatuh pada titik dekat mata (PP).

Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu:
M = M_oby x M_ok
M = (S_i/S_o) x (^PP/f _okuler + 1)

Pengamatan dengan mata tidak berakomodasi
Untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus berada pada titik jauh mata.

Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu:
M = M_oby x M_ok
M = (S_i/S_o) x (^PP/f _okuler)

Panjang Mikroskop
Panjang mikroskop adalah jarak lensa obyektif terhadap lensa okuler dirumuskan :
Untuk mata berakomodasi
d = Si _(ob) + So _(ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si _(ob) = jarak bayangan lensa obyektif
So _(ok) = jarak benda lensa okuler

Untuk mata tidak berakomodasi
d = Si _(ob) + f _(ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si _(ob) = jarak bayangan lensa obyektif
f _(ok) = jarak fokus lensa okuler

Teropong (Teleskop)

A. Teropong bintang

Teropong bintang disebut juga teropong astronomi.

- terdiri dari 2 buah lensa cembung.

- jarak fokus lensa obyektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler.

Dasar Kerja Teropong

Obyek benda yang diamati berada di tempat yang jauh tak terhingga, berkas cahaya datang berupa sinar-sinar yang sejajar. Lensa obyektif berupa lensa cembung membentuk bayangan yang bersifat nyata, diperkecil dan terbalik berada pada titik fokus.

Bayangan yang dibentuk lensa obyektif menjadi benda bagi lensa okuler yang jatuh tepat pada titik fokus lensa okuler.

Penggunaan dengan mata tidak berkomodasi

Untuk penggunaan dengan mata tidak berkomodasi, bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh di titik fokus lensa okuler.

Perbesaran anguler yang diperoleh adalah :

M = f _(ob) / f _(ok)

Panjang teropong adalah :

M = f _(ob) + f _(ok)

Penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal

Untuk penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh diantara titik pusat bidang lensa dan titik fokus lensa okuler.

Perbesaran anguler dapat diturunkan sama dengan penalaran pada pengamatan tanpa berakomodasi dan didapatkan :

M = f _(ob) / So _(ok)

Panjang teropong adalah :

M = f _(ob) + So _(ok)

B.  Teropong Bumi

Teropong bumi disebut juga teropong medan.
Terdiri dari 3 buah lensa cembung yaitu lensa obyektif, lensa okuler dan lensa pembalik.

Dasar Kerja Teropong Bumi :
Lensa obyektif membentuk bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil yang jatuh pada fob.
Bayangan dibentuk oleh lensa obyektif menjadi benda bagi lensa pembalik jatuh pada jarak 2f pembalik sehingga terbentuk bayangan pada jarak 2f pembalik juga yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar .

Dengan adanya lensa pembalik panjang teropong dirumuskan menjadi :

d = f _(ob) + 4f _(pembalik) + f _(ok)

Lensa pembalik berfungsi untuk membalikkan arah cahaya sebelum melewati lensa okuler, lensa okuler berfungsi seperti lup membentuk bayangan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.
Adanya lensa pembalik tidak mempengaruhi perbesaran akhir, bayangan akhir bersifat maya, tegak dan diperbesar dengan perbesaran :
M = d = f _(ob) / f _(ok)

C. Teropong prisma (binokuler)

Teropong prisma terdiri atas dua pasang lensa cembung (sebagai lensa objektif dan lensa okuler) dan dua pasang prisma kaca siku-siku samakaki. Sepasang prisma yang diletakkan berhadapan, berfungsi untuk membelokkan arah cahaya dan membalikkan bayangan.
Bayangan yang dibentuk lensa objektif bersifat nyata, diperkecil, dan terbalik. Bayangan nyata dari lensa objektif menjadi benda bagi lensa okuler. Sebelum dilihat dengan lensa okuler, bayangan ini dibalikkan oleh sepasang prisma siku-siku sehingga bayangan akhir dilihat maya, tegak, dan diperbesar. Perbesaran bayangan yang diperoleh dengan memakai teropong prisma sama dengan teropong bumi.Beberapa keuntungan praktis dari teropong prisma dibandingkan teropong yang lain :
1. Menghasilkan bayangan yang terang, karena berkas cahaya dipantulkan sempurna oleh bidang-bidang prisma.

2. Dapat dibuat pendek sekali, karena sinarnya bolak-balik 3 kali melalui jarak yang sama (dipantulkan 4 kali oleh dua prisma).
3. Daya stereoskopis diperbesar, dua mata melihat secara bersamaan
4. Dengan adanya prisma arah cahaya telah dibalikkan sehingg terlihat bayangan akhir bersifat maya, diperbesar dan tegak.

D. Teropong pantul astronomi .

Teropong pantul terdiri dari sebuah cermin cekung berjarak fokus besar sebagai cermin objektif, sebuah lensa cembung sebgai lensa okuler dan sebuah cermin datar sebagai pembelok arah cahaya dari cermin objektif ke lensa okuler.

E. Teropong panggung

Teropong panggung terdiri dari dua lensa, yaitu :
- lensa obyektif berup lensa cembung
- lensa okuler berupa lensa cekung

Dasar kerja dari teropong panggung
Sinar-sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan tepat di titik fokus lensa obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata. Perlu diketahui bahwa bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah tegak.

pengamatan tanpa berakomodasi), maka panjang teropong adalah :
d = f _(ob) – f _(ok)

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah sama dengan perbesaran pada teropong bintang ataupun juga teropong bumi.
M = f _(ob) / f _(ok)

Cahaya

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasatmata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. 

Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.

Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutanoptika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern.

Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fasa cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris sepertirefleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi,difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis(en:physical optics).

Tekanan

Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A).

Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.

Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi.

Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. (dikutip dari wikipedia : kondensasi). Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.

Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer.

Getaran, Gelombang, dan Bunyi

Getaran

Getarana adalah gerakkan bolak-bolik sebuah benda terhadap suatu titik keseimbangan dalam selang waktu yang periodic. Contoh dari getaran adalah gerakan benda yang digantung pada ujung pegas, getaran senar gitar ketika dipetik, getaran pada bandul sederhana, dan getaran atom dalam zat padat.

Pada dasarnya getaran dibedakan menjadi 2 macam, sebagai berikut :

1. Getaran Mekanis adalah benda yang bergetar mengalami perubahan posisi (pergeseran) linier ataupun sudut.
2. Getaran Non-Mekanis merupakan getaran yang melibatkan perubahan besar-besaran fisika seperti tegangan, medan listrik, dan medan magnet.

Dalam mempelajari getaran ada dua beseran penting sebagai berikut :

1. Periode (T) adalah selang waktu yang diperlukan sebuah benda untuk melakukan satu getaran penuh.
2. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang diperlukan sebuah benda dalam waktu 1 sekon.

Gelombang

Energi suatu benda yang bergetar dapat pindah atau merambat tempat lain dengan cara melalui gelombang. Jadi, gelombang dapat juga dikatakan salah satu cara perpindahan energi. Benda atau zat tempat merambatnya gelombang disebut medium (zat perantara).

1. Gelombang berjalan.

Sebuah gelombang yang memindahkan energi ketika sedang merambat dari sumber usikan disebut gelombang berjalan. Ada dua jenis gelombang berjalan. Sebagai berikut:

a. Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah gerakan atau rambatannya.

b. Gelombang Longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar arah rambatnya.

Bunyi

Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang memiliki arah getaran yang sama dengan arah kecepatannya. Bunyi merambat melalui suatu medium dengan cara memindahkan energi kinetic dari satu molekul ke molekul lainnya dalam medium tersebut.

Kamis, 02 Juni 2011

2. USAHA DAN ENERGI

1. GAYA DAN PERCEPATAN

Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dilakukan pada suatu benda.
Gaya sentuh adalah gaya yang timbul karena persentuhan langsung secara fisik antara dua benda.
Contoh: gaya otot dan gaya gesekan.
Gaya tak sentuh adalah gaya yang tibmbul walaupun dua benda tidak bersentuhan secara langsung.
Contoh: gaya gravitasi, Bumi, gaya listrik, dan gaya magnet.
Gaya medan adalah gaya-gaya yang berhubungan dengan medan.
Pengaruh gaya pada benda:

• benda diam menjadi bergerak 
• benda bergerak menjadi diam 
• bentuk dan ukuran benda berubah 
• arah gerak benda berubah 

Neraca pegas atau dinamometer adalah alat untuk mengukur gaya.

Satuan gaya menurut SI adalah newton.

Gaya gesekan yang bekerja ketika benda bergerakdi udara di pengaruhi oleh luas bentangan tangan.

Keajuan kritsis adalah batas kelajuan yang dapat dicapai suatu benda saat bengerak melintasi air dan udara.

Kelajuan suatu benda dapat diperbesar dengan mengubah bentuk menjadi streamline.

Mobil aerodinamis adalah mobil dengan desain streamline.

Gaya gesek adalah gaya yang muncul saat dua benda bersentuhan dengan arah berlawanan gerak benda.

Gaya gesekan statis (fs) adalah gaya gesekan yang di alami benda ketika benda masih diam.

Besar gaya gesekan statis antara lain nol sampai nilai maksimum tertentu.

Gaya gesekan statis maksimum (fm) adalah nilai maksimum dari gaya gesekan statis.

Gaya gesekan kinetis (fk) adalah gaya gesekan yang dialami ketika benda bergerak.

Gaya gesekan kinetis besarnya tetap dan selalu lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum ( fk < fm ).

Besar gaya gesekan (baik statis maksimum maupun kinetis) bergantung pada kekasaran atau kehalusan permukaan: semakin kasar permukaan, semakin besar gaya gesekannya.

Besar gaya gesekan ritasi  (gaya gesekan pada benda beroda) jauh lebih kecil daripada besar gaya gesekan translasi  (gaya gesekan pada benda tak beroda).

Luas bidang sentuh tidak mempengeruhi besar gaya gesekan antara zat padat.

Contoh gaya gesekan yang merugikan : 

• gesekan antara bagian-bagian mesin dan kopling langsung akan menimbulkan panas yang berlebihan
• gaya gesekan anatar ban mobil dengan jalan menyebabkan ban mobil cepat aus 
• gaya gesekan udara pada mobil menyebabakan mobil tidak dapat bergerak dengan kelajuan tinggi
• gesekan air laut pada kapal laut sangat menghambat gerak kapal.

Contih gaya gesekan yang menguntungkan:

• gesekan menyebabakan kamu dapat berjalan di atas tanah
• ban mobil dibuat bergerigi agar gaya gesekan permukaan jalan pada ban cukup besar
• gesekan pada piringan rem sepeda motor digunakan untuk memeperlambat kelajuan sepeda motor
• gesekan udara memperlambat kelajuan jatuh penerjun.

Massa (m) adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda.

Satuan berat adalah newton (N)

Hubungan antara massa (m) dan berat (w)

w = mg 

dengan g adalh percepatan gravitasi yang besarnya 9,8 N/kg 

Besaran Vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Contoh: gaya

Gaya digambarkan dalam bentuk anak panah: panjang anak panah menunjukkan besar gaya, sedabgkan arah panah menunjukkan arah gaya.

Dua atau lebih gaya dapat dijumlahkan dengan meggunakan metode poligon.

Read More