Secara sederhana fisika dapat diartikan sebagai ilmu tentang materi dan gerakannya-ilmu yang berhubungan dengan konsep-konsep seperti kekuatan, energi, massa, dan muatan. Dari segi historisnya, dalam satu atau lain bentuk, fisika adalah salah satu disiplin akademis tertua; melalui subbidang astronomi modernnya, ia mungkin yang tertua. Kemajuan ilmu fisika sering diterjemahkan ke sektor teknologi, dan kadang-kadang mempengaruhi ilmu-ilmu lain, serta matematika dan filsafat.
Misalnya saja dalam hal ini kemajuan dalam pemahaman elektromagnetisme telah menyebabkan meluasnya penggunaan atau pemanfaatan perangkat yang digerakkan secara elektrik (televisi, komputer, peralatan rumah tangga, dan lain-lain.); kemajuan termodinamika mengarah pada pengembangan transportasi bermotor; dan kemajuan dalam mekanika mengarah pada pengembangan kalkulus, kimia kuantum, dan penggunaan instrumen seperti mikroskop elektron dalam mikrobiologi.
Fisika
Kata fisika berasal dari Bahasa Yunani Kuno (fysikós), “alamiah” dan (fýsis) “alam”. Fisika adalah studi tentang energi dan materi dalam ruang dan waktu dan bagaimana mereka saling berhubungan. Fisikawan mengasumsikan keberadaan massa, panjang, waktu dan arus listrik dan kemudian mendefinisikan (memberi arti) semua kuantitas fisik lainnya dalam hal unit-unit dasar ini.
Fisika mempelajari bagaimana segala sesuatu bergerak, dan kekuatan yang membuatnya bergerak. Misalnya, kecepatan dan akselerasi digunakan oleh fisika untuk menunjukkan bagaimana benda bergerak. Juga, fisikawan mempelajari kekuatan gravitasi, listrik, magnet, dan kekuatan yang menyatukan segala sesuatu.
Fisika mempelajari hal-hal yang sangat besar, dan hal-hal yang sangat kecil. Misalnya, fisikawan dapat mempelajari bintang, planet, dan galaksi tetapi juga dapat mempelajari potongan-potongan kecil materi, seperti atom dan elektron. Mereka juga dapat mempelajari suara, cahaya, dan gelombang lainnya.
Selain itu, mereka dapat memeriksa energi, panas dan radioaktivitas, dan bahkan ruang dan waktu. Fisika tidak hanya membantu orang memahami bagaimana benda bergerak, tetapi bagaimana mereka mengubah bentuk, bagaimana mereka membuat suara, seberapa panas atau dinginnya mereka, dan terbuat dari apa mereka pada tingkat terkecil.
Pengertian Fisika
Fisika adalah studi ilmiah tentang materi dan energi dan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain. Energi ini dapat berbentuk gerak, cahaya, listrik, radiasi, gravitasi, dan lain-lain. Fisika berhubungan dengan materi pada skala mulai dari partikel sub-atom (yaitu partikel yang menyusun atom dan partikel yang membentuk partikel itu) hingga bintang dan bahkan seluruh galaksi.
Fisika mengajukan pertanyaan mendasar dan mencoba menjawabnya dengan pengamatan dan eksperimen. Pertanyaan-pertanyaan yang diajukan oleh seorang fisikawan, seperti: Bagaimana alam semesta dimulai?; Bagaimana jagat raya akan berubah di masa depan?; Bagaimana Matahari terus bersinar?. Jika Anda berpikir pertanyaan-pertanyaan ini menarik, maka Anda akan menyukai fisika.
Pengertian Fisika Menurut Para Ahli
Adapun definisi fisika menurut para ahli, antara lain:
- Gerthsen (1958), Fisika dapat didefinisikan sebagai suatu teori yang menerangkan gejala-gejala alam sesederhana mungkin dan berusaha menemukan hubungan antara kenyataan-kenyataannya. Permasalahan dasar untuk memecahkan persoalannya yaitu dengan mengamati gejala-gejala tersebut.
- Dahmen (1977), Menurut Dahman fisika merupakan sebagai suatu uraian tertutup tentang semua kejadian fisis yang didasarkan pada beberapa hukum dasar.
- Brockhaus (1972), Menurut Brockhaus fisika merupakan sebagai pelajaran tentang kejadian alam yang memungkinkan penelitian, percobaan, pengukuran apa yang didapat, penyajian secara sistematis, dan berdasarkan peraturan-peraturan umum.
- Weizacher (1979), Pengertian fisika adalah sebagai teori peramaian alternatif-alternatif yang secara empiris dengan percobaan dapat dibeda-bedakan.
- Deruxes (1986), Definisi fisika adalah ilmu pengetahuan yang berusaha menguraikan serta menjelaskan hukum alam dan kejadian-kejadian dalam alam dengan gambaran menurut pemikiran manusia.
- Bambang Ruwanto, Arti fisika adalah bagian dari ilmu dasar atau sains dan ialah salah satu ilmu yang fundamental
- Mikrajudin, Fisika adalah cabang paling utama dalam sains karena berbagai prinsipnya menjadi dasar bagi saetiap cabang sains lainnya.
Sejarah Fisika
Fisika adalah ilmu alam yang didasarkan pada eksperimen, pengukuran, dan analisis matematis dengan tujuan menemukan hukum fisika kuantitatif untuk segala sesuatu mulai dari nano-world dari mikrokosmos hingga planet, tata surya, dan galaksi yang menempati makrokosmos.
Hukum-hukum alam dapat digunakan untuk memprediksi perilaku dunia dan semua jenis mesin. Banyak penemuan teknologi sehari-hari yang sekarang kita terima sebagai hasil dari penemuan dalam fisika. Hukum dasar dalam fisika adalah universal, tetapi fisika pada zaman kita adalah bidang yang sangat luas sehingga banyak subbidang hampir dianggap sebagai ilmu yang terpisah.
Orang Yunani awal membentuk hukum fisika kuantitatif pertama, seperti deskripsi Archimedes tentang prinsip tuas dan daya apung tubuh dalam air. Tetapi mereka tidak benar-benar melakukan eksperimen, dan fisika sebagai ilmu mengalami stagnasi selama berabad-abad.
Namun, pada abad ke-17, Galileo Galilei dan kemudian Issac Newton membantu merintis penggunaan matematika sebagai alat fundamental dalam fisika, yang mengarah pada kemajuan dalam menggambarkan gerakan benda-benda langit, hukum gravitasi dan tiga hukum gerak.
Hukum listrik, magnet, dan gelombang elektromekanis dikembangkan pada 1800-an oleh Faraday dan Maxwell, sementara banyak yang lain berkontribusi pada pemahaman kita tentang optik dan termodinamika.
Fisika modern dapat dikatakan telah dimulai sekitar pergantian abad ke-20, dengan penemuan sinar-X (Röntgen 1895), radioaktivitas (Becquerel 1896), hipotesis kuantum (Planck 1900), relativitas (Einstein 1905) dan teori atom (Bohr 1913).
Mekanika kuantum (Heisenberg dan Schrödinger), yang dimulai pada tahun 1926, juga memberi para ilmuwan pemahaman yang lebih baik tentang kimia dan fisika keadaan padat, yang pada gilirannya telah mengarah pada material baru dan komponen elektronik dan optik yang lebih baik.
Fisika partikel nuklir dan elementer telah menjadi bidang yang penting, dan fisika partikel sekarang menjadi dasar untuk astrofisika dan kosmologi.
Cabang Ilmu Fisika
Cabang-cabang ilmu fisika diantaranya yaitu:
-
Fisika Klasik
Cabang fisika ini terutama berkaitan dengan hukum gerak dan gravitasi sebagaimana diuraikan dalam teori kinetik dan termodinamika dari Sir Isaac Newton dan James Clark Maxwell. Cabang fisika ini sebagian besar berurusan dengan materi dan energi.
Seringkali, fisika yang bertanggal sebelum 1900 dianggap sebagai fisika klasik, sedangkan fisika yang bertanggal 1900 dianggap sebagai fisika modern. Dalam fisika klasik, energi dan materi dianggap sebagai entitas yang terpisah. Akustik, optik, mekanika klasik, dan elektromagnetik adalah cabang tradisional dalam fisika klasik.
-
Fisika Modern
Fisika modern adalah cabang fisika yang terutama berkaitan dengan teori relativitas dan mekanika kuantum. Albert Einstein dan Max Plank adalah pelopor fisika modern sebagai ilmuwan pertama yang memperkenalkan teori relativitas dan mekanika kuantum.
Sehingga bisa dikatakan bahwa dua pilar fisika modern adalah Teori relativitas Albert Einstein, teori kuantum Max Planck. Dalam fisika modern, energi dan materi tidak dianggap sebagai entitas yang terpisah. Sebaliknya, mereka dianggap berbeda bentuk satu sama lain.
-
Fisika Nuklir
Fisika nuklir adalah cabang fisika yang berkaitan dengan konstituen, struktur, perilaku dan interaksi inti atom. Cabang fisika ini tidak boleh disamakan dengan fisika atom, yang mempelajari atom secara keseluruhan, termasuk elektronnya.
Menurut ensiklopedia Microsoft Encarta, fisika nuklir didefinisikan sebagai “Cabang fisika di mana struktur, kekuatan, dan perilaku inti atom dipelajari”.
Di zaman modern, fisika nuklir telah menjadi sangat luas dalam cakupannya dan telah diterapkan di banyak bidang. Ini digunakan dalam pembangkit listrik, senjata nuklir, obat-obatan, resonansi magnetik, pencitraan, isotop industri dan pertanian, dan banyak lagi.
-
Fisika Atom
Fisika atom adalah cabang fisika yang berhubungan dengan komposisi atom terlepas dari nukleus. Ini terutama berkaitan dengan pengaturan dan perilaku elektron dalam kulit di sekitar nukleus. Dengan demikian, fisika atom sebagian besar meneliti elektron, ion, dan atom netral.
Salah satu langkah paling awal menuju fisika atom adalah mengakui bahwa semua materi terdiri dari atom. Awal sebenarnya dari fisika atom ditandai oleh penemuan garis spektral dan upaya untuk menjelaskannya. Ini menghasilkan pemahaman yang sama sekali baru tentang struktur atom dan bagaimana mereka berperilaku.
-
Geofisika
Geofisika adalah cabang fisika yang berkaitan dengan studi tentang Bumi. Ini terutama berkaitan dengan bentuk, struktur dan komposisi Bumi, tetapi ahli geofisika juga mempelajari gaya gravitasi, medan magnet, gempa bumi, magma, dan banyak lagi.
-
Biofisika
Menurut ensiklopedia Microsoft Encarta, biofisika didefinisikan sebagai “Studi interdisipliner tentang fenomena dan masalah biologis, menggunakan prinsip dan teknik fisika”. Biofisika mempelajari masalah biologis dan struktur molekul pada organisme hidup menggunakan teknik yang berasal dari fisika.
Salah satu prestasi biofisika yang paling inovatif adalah penemuan struktur DNA (Asam Deoksiribonukleat) oleh James Watson dan Francis Crick.
-
Fisika Mekanik
Fisika mekanik adalah cabang fisika yang berkaitan dengan gerakan material benda di bawah pengaruh gaya. Fisika mekanik sering disebut hanya mekanika. Fisika mekanik berada di bawah dua cabang utama, yaitu Mekanika klasik dan Mekanika kuantum.
Mekanika klasik berkaitan dengan hukum gerak benda secara fisik dan gaya yang menyebabkan gerak, sedangkan mekanika kuantum adalah cabang fisika yang berurusan dengan perilaku partikel terkecil (misalnya Elektron, neutron, dan proton).
Mekanika dapat dipecah menjadi delapan cabang pembantu, yaitu sebagai berikut: Mekanika terapan, Mekanika langit, Mekanika kontinum, Dinamika, Kinematika, Kinetika, Statika, Mekanika statistik.
-
Akustik
Kata “akustik” berasal dari kata Yunani akouen, yang berarti “mendengar”. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan akustik sebagai cabang fisika yang mempelajari bagaimana suara dihasilkan, ditransmisikan, diterima dan dikendalikan. Akustik juga berkaitan dengan efek suara di berbagai medium (yaitu gas, cairan, dan padatan).
-
Optik
Optik adalah cabang fisika yang mempelajari radiasi elektromagnetik (misalnya, radiasi cahaya dan inframerah), interaksinya dengan materi, dan instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan informasi karena interaksi ini. Optik termasuk studi tentang penglihatan.
Microsoft Encarta ensiklopedia mendefinisikan optik sebagai “Cabang ilmu fisika yang berurusan dengan propagasi dan perilaku cahaya. Secara umum, cahaya adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang memanjang dari sinar X ke gelombang mikro dan mencakup energi radiasi yang menghasilkan sensasi penglihatan ”.
-
Termodinamika
Termodinamika adalah cabang fisika yang berhubungan dengan panas dan suhu dan hubungannya dengan energi. Perilaku kuantitas ini diatur oleh empat hukum termodinamika. Siapa yang Menemukan Termodinamika?
Bidang termodinamika dikembangkan dari karya Nicolas Léonard Sadi Carnot yang percaya bahwa efisiensi mesin adalah kunci yang dapat membantu Prancis memenangkan Perang Napoleon. Fisikawan Skotlandia Lord Kelvin adalah orang pertama yang memberikan definisi termodinamika singkat.
Definisinya menyatakan “Termo-dinamika adalah subjek dari hubungan panas dengan gaya yang bekerja antara bagian tubuh yang berdekatan, dan hubungan panas dengan agen listrik”.
-
Astrofisika
Kata “astrofisika” adalah kombinasi dari dua kata yang berasal dari bahasa Latin: astro, yang berarti “bintang,” dan phisis, yang berarti “alam”. Dengan demikian, astrofisika dapat didefinisikan sebagai cabang astronomi yang berkaitan dengan studi tentang alam semesta (yaitu, bintang, galaksi, dan planet) menggunakan hukum fisika.
Manfaat Fisika
Fisika studi tentang materi, energi dan interaksinya adalah sebuah perusahaan internasional, yang memainkan peran kunci dalam kemajuan umat manusia di masa depan. Dukungan pendidikan dan penelitian fisika di semua negara adalah penting karena:
- Fisika adalah petualangan intelektual yang menginspirasi orang muda dan memperluas batas pengetahuan kita tentang Alam.
- Fisika menghasilkan pengetahuan mendasar yang dibutuhkan untuk kemajuan teknologi masa depan yang akan terus mendorong kemajuan perekonomian dunia.
- Fisika berkontribusi pada infrastruktur teknologi dan menyediakan tenaga terlatih yang dibutuhkan untuk mengambil keuntungan dari kemajuan dan penemuan ilmiah.
- Fisika adalah elemen penting dalam pendidikan ahli kimia, insinyur dan ilmuwan komputer, serta praktisi ilmu fisika dan biomedis lainnya.
- Fisika memperluas dan meningkatkan pemahaman kita tentang disiplin ilmu lain, seperti ilmu bumi, pertanian, kimia, biologi, dan lingkungan, ditambah astrofisika dan kosmologi – mata pelajaran yang sangat penting bagi semua orang di dunia.
- Fisika meningkatkan kualitas hidup kita dengan memberikan pemahaman dasar yang diperlukan untuk mengembangkan instrumentasi dan teknik baru untuk aplikasi medis, seperti tomografi komputer, pencitraan resonansi magnetik, tomografi emisi positron, pencitraan ultrasonik, dan operasi laser.
Contoh Kajian Fisika
Berikut beberapa contoh kajian fisika dalam kehidupan sehari-hari kita, antara lain adalah sebagai berikut;
-
Berjalan
Anda dapat dengan mudah berjalan hanya karena fisika. Saat Anda berjalan, Anda memiliki cengkeraman yang baik tanpa tergelincir karena semacam kekasaran atau resistensi antara sol sepatu Anda dan permukaan jalan. Perlawanan ini, yang bertanggung jawab untuk cengkeraman, disebut “Gesekan” atau “Traksi”.
Namun, ketika kulit pisang berada di bawah kaki Anda, Anda tiba-tiba jatuh. Sekarang, apa yang membuatmu jatuh? Nah, itu karena berkurangnya gesekan antara sepatu Anda dan permukaan jalan karena kulit pisang yang licin.
-
Jam Alarm
Fisika terlibat dalam kehidupan sehari-hari Anda sejak Anda bangun di pagi hari. Suara mendengung dari jam alarm membantu Anda bangun di pagi hari sesuai jadwal Anda. Suara itu adalah sesuatu yang tidak bisa Anda lihat, tetapi dengar atau alami. Fisika mempelajari asal, rambat, dan sifat suara. Ini bekerja pada konsep Mekanika Kuantum.
-
Bolpoin
Seandainya Fisika tidak ada di sana, Anda tidak akan bisa menulis dengan bolpoin di atas kertas. Dalam hal ini, konsep gravitasi mulai berlaku. Saat pena Anda bergerak melintasi kertas, bola berputar dan gravitasi memaksa tinta turun ke atas bola di mana ia dipindahkan ke kertas.
-
Earphone
Pernahkah Anda berpikir bagaimana cara kerja headphone/earphone Anda? Yah, itu juga karena Fisika. Konsep magnetisme dan gelombang suara terlibat dalam headphone/earphone Anda. Ketika Anda mencolokkan headphone/earphone Anda ke sumber listrik, magnet di headphone/earphone Anda menciptakan medan elektromagnetik, yang pada akhirnya menghasilkan gelombang suara.
-
Ponsel
Ponsel telah menjadi seperti gas oksigen dalam kehidupan sosial modern. Hampir tidak ada orang yang tersentuh oleh efek ponsel. Apakah menyampaikan pesan mendesak atau melakukan gosip yang tak ada habisnya, ponsel ada di mana-mana.
Tapi tahukah Anda bagaimana cara kerja ponsel? Ia bekerja berdasarkan prinsip listrik dan spektrum elektromagnetik, pola gelombang listrik dan magnet yang bergelombang.
Nah, itulah tadi serangkain artikel yang sudah kami tuliskan kepada segenap pembaca terkait dengan pengertian fisika menurut para ahli, sejarah, cabang ilmu, manfaat, dan contoh kajian-kajiannya. Semoga melalui materi ini bisa memberikan wawasan serta menambah pengetahuan bagi segenap pembaca sekalian.
