Mungkin bagi kita para pelajar Fisika itu hal yang tidak
asing lagi. Sejak sd, smp, bahkan sma kita pasti menemukan mata pelajaran yang
masuk dalam kategori IPA(ilmu pengetahuan alam) ini. Tapi sebenarnya, apa sih
fisika itu? apa saja yang kita pelajari dalam fisika?
Yukk kita bahas disini!
Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat
yang ada dalam semua sistem materi yang ada, seperti hukum kekekalan
energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai hukum fisika. Fisika
sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar", karena setiap ilmu
alam lainnya (biologi,kimia, geologi, dan lain-lain) mempelajari jenis
sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Misalnya, kimia adalah ilmu
tentang molekul dan zat kimia yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia
ditentukan oleh sifat molekul yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh
ilmu fisika seperti mekanika kuantum, termodinamika,
dan elektromagnetika.
Fisika juga berkaitan erat
dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi
matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada
matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika
dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material,
sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu
berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak
jelas. Ada wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika,
yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori
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.
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 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.
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
Filosofi Natural Prinsip Matematika, memberikan penjelasan yang jelas dan teori
fisika yang sukses: Hukum gerak Newton, yang merupakan sumber dari mekanika
klasik; dan Hukum Gravitasi Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi.
Kedua teori ini cocok dalam eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori
dalam dinamika fluid. Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh
Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan
formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum Gravitas 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
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 menyatikan 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:
”Saya sudah tua sekarang, dan ketika saya meninggal dan
pergi ke surga ada dua hal yang saya harap dapat diterangkan. Satu adalah
elektrodinamika kuantum, dan satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida.
Dan saya lebih optimis terhadap yang pertama”.
sumber:http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika