Ilmu Fisika dan Perkembangannya

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya lah kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Ilmu Fisika dan perkembangannya” Sebagai salah satu syarat mengikuti mata kuliah Ilmu alamiah Dasar (IAD) dengan tepat waktu. Dan juga kami haturkan terima kasih pada Bapak M.Barkah Salim M.pd selaku dosen pengampu mata kuliah Ilmu Alamiah Dasar (IAD) Universitas Muhammadiyah Metro yang telah memberikan tugas ini kepada kami.

Kami berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai Perkembangan Ilmu Fisika, dan Periodisasi kemajuan Ilmu fisika. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas ini terdapat kekurangan-kekurangan. Untuk itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa sarana yang membangun.

Semoga makalah ini dapat dipahami dan menambah wawasan pembacanya.

Metro, 28 Mei 2013


Penyusun

Daftar Isi

Halaman Judul

Daftar Nama Kelompok i

Kata Pengantar ii

Daftar Isi iii

BAB I(Pendahuluan)

A.    Latar Belakang 1

B.     Rumusan Masalah 1

BAB II (Pembahasan)

2.1Sejarah Perkembangan Ilmu Fisika 2
2.1.1 Periode Pertama 3
2.1.2 Periode Kedua 3
2.1.3 Periode Ketiga 4
2.1.4 PeriodeKeempat 4

3.1 Ilmu Fisika dari Masa ke Masa 5
3.1.1 Fisika Zaman Purba Kala 5
3.1.2 Tokoh-tokoh Fisika 6

3.2 Fisika Klasik 7
3.2.1 Mekanika Klasik (Mekanika Newtonian) 7
3.2.2 Elektro Dinamika Klasik 8
3.2.3 Termodinamika Klasik 9
3.2.4 Teori Relativitas Umum 10

3.3 Fisika Modern 11
3.3.1 Relativitas Khusus 11
3.3.2 Efek Compton 11

3.4 Penemuan Baru Dibidang Sains 12

4.1 Perkembangan Ilmu Fisika Perspektif Islam 14
4.1.1 Pemikiran 18
4.1.2 Sumbangan Sang Ilmuan 19

BAB III (Penutup)

5.1 Kesimpulan 21

5.2 Saran-Saran 21

Daftar Pustaka 22

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Fisika adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.

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.

1.2Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas kami menentukan rumusan masalah dalam makalah ini adalah :

1. Sejarah Perkembangan Ilmu Fisika
2. Ilmu Fisika Dari Masa Ke Masa
3. Perkembangan Ilmu Fisika Perspektif Islam

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Perkembangan Ilmu Fisika

Fisika dalam bahasa Yunani Physikos berarti “Alamiah” dan Physis berarti “Alam dan fisika dapat diartikn sebagai sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu dengan kata lain ilmu fisika adalah ilmu yang mempelajari tentang benda mati.Fisika dalam bahasa inggris “Physic” ialah ilmu yang mempelajari aspek-aspek alam yang dapat dipahami dengan dasar-dasar pengertian terhadap prinsip-prinsip dan hukum-hukum elemennya atau bisa juga diartikan dengan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan penemuan dan pemahaman mendasar hukum-hukum yang menggerakkan materi, energi, ruang dan waktu.

Menurut Richtmeyer, sejarah perkembangan ilmu fisika dibagi dalam empat periode yaitu:

2.1.1        Periode Pertama,

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

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

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

·         530 M – 1450 M: Mundurnya tradisi sains di Eropa dan pesatnya perkembangan sains di Timur Tengah. Dalam kurun waktu ini terjadi Perkembangan Kalkulus. Dalam bidang Astronomi ada “Almagest” karya Ptolomeous yang menjadi teks standar untuk astronomi, teknik observasi berkembang, trigonometri sebagai bagian dari kerja astronomi berkembang. Dalam Sain Fisik, Aristoteles berpendapat bahwa gerak bisa terjadi jika ada yang nendorong secara terus menerus; kemagnetan berkembang ; Eksperimen optika berkembang, ilmu Kimia berkembang (Alchemy) 1450 M- 1550: Ada publikasi teori heliosentris dari Copernicus yang menjadi titik penting dalam revolusi saintifik. Sudah ada arah penelitian yang sistematis.

2.1.2        Periode Kedua

Dimulai dari tahun 1550an sampai tahun 1800an. Pada periode kedua ini mulai dikembangkan metoda penelitian yang sistematis dengan Galileo dikenal sebagai pencetus metoda saintifik dalam penelitian. Hasil-hasil yang didapatkan antara lain: Kerja sama antara eksperimentalis dan teoris menghasilkan teori baru pada gerak planet.
Newton: meneruskan kerja Galileo terutama dalam bidang mekanika menghasilkan hukum-hukum gerak yang sampai sekarang masih dipakai.

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

Dalam Fisika Panas ada penemuan termometer, azas Black, dan Kalorimeter. Dalam Gelombang Cahaya ada penemuan aberasi dan pengukuran kelajuan cahaya. Dalam Kelistrikan ada klasifikasi konduktor dan nonkonduktor, penemuan elektroskop, pengembangan teori arus listrik yang serupa dengan teori penjalaran panas dan Hukum Coulomb.

2.1.3        Periode Ketiga

Dimulai dari tahun 1800an sampai 1890an. Pada periode ini diformulasikan konsep-konsep fisika yang mendasar yang sekarang kita kenal dengan sebutan Fisika Klasik. Dalam periode ini Fisika berkembang dengan pesat terutama dalam mendapatkan formulasi-formulasi umum dalam Mekanika, Fisika Panas, Listrik-Magnet dan Gelombang, yang masih terpakai sampai saat ini. Dalam Mekanika diformulasikan Persamaan Hamiltonian (yang kemudian dipakai dalam Fisika Kuantum),Persamaan gerak benda tegar, teori elastisitas, hidrodinamika.

Dalam Fisika Panas diformulasikan Hukum-hukum termodinamika, teori kinetik gas, penjalaran panas dan lain-lain. Dalam Listrik-Magnet diformulasikan Hukum Ohm, Hukum Faraday, Teori Maxwell dan lain-lain. Dalam Gelombang diformulasikan teori gelombang cahaya, prinsip interferensi, difraksi dan lain-lain.

2.1.4        Periode Keempat

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

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

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

3.1Ilmu Fisika Dari Masa ke Masa

3.1.1 FISIKA ZAMAN PURBAKALA

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. Sejarah fisika dimulai pada tahun sekitar 2400 SM, ketika kebudayaan Harappan menggunakan suatu benda untuk memperkirakan dan menghitung sudut bintang di angkasa. Sejak saat itu fisika terus berkembang sampai ke level sekarang. Perkembangan ini tidak hanya membawa perubahan di dalam bidang dunia benda, matematika dan filosofi namun juga, melalui teknologi, membawa perubahan ke dunia sosial masyarakat. Revolusi ilmu yang berlangsung terjadi pada sekitar tahun 1600 dapat dikatakan menjadi batas antara pemikiran purba dan lahirnya fisika klasik. Dan akhirnya berlanjut ke tahun 1900 yang menandakan mulai berlangsungnya era baru yaitu era fisika modern.

3.1.2 Tokoh-tokoh fisika di zaman ini diantaranya :

a.      THALES (620-547 SM)

·   Saintis pertama. Sudah memahami pentingnya prinsip-prinsip umum ketimbang kejadian-kejadian khusus/individual.

·   Orang pertama yang mengajarkan strukur mikroskopik materi.

·   Air adalah elemen dasar alam. Segenap isi alam semesta ini terbuat dari air.

·   Gerakan larinya air merupakan alasan dasar untuk seluruh gerakan.

·   Menganggap materi dan gaya sebagai satu kesatuan.

b.      ANAKSIMANDROSS (609-546 SM)

·         Murid dari Thales

·         Percaya bahwa alam diatur oleh suatu hukum. Lebih percaya pada kekuatan fisis ketimbang kekuatan supernatural yang bikin keteraturan di alam.

·         Entitas wujud alam semesta adalan apeiron.

·         Apeiron ini mirip dengan konsep “kehampaan/vacuum”, sesutau yang tak jelas/tak tentu dalam ruang dan waktu.

·         Sudah punya gagasan evousi binatang melalui mutasi, dan bukan melalui seleksi alam.

·         Hasil belajar dari Mesir, jam berdasarkan bayangan sinar matahari dari suatu tongkat.

c.       ANAKSIMENES (585-525 bc)

·         Murid Anaksimandros

·          Udara/angin merupakan entitas wujud alam semesta, ia yang mendasari segalanya.

·         Panas dan dingin menyebabkan udara menciptakan suatu bentuk.

·         Bumi, matahari dan bintang adalah cakram/piringan di atas udara.

d.      EMPEDOCLES (490-430 bc)

·         Entitas wujud di alam semesta terdiri atas 4 unsur: api, angin, air, tanah

·         Unsur-unsur 4 tersebut tidak bisa saling tukar menukar satu sama lain.

·          Ada 2 kekuatan/gaya: centripetal force of love dan centrifugal force of strife. Ini yang bertanggung jawab dalam interaksi unsur-usur tersebut.

·         Teori 4 unsur ini di adopsi Aristoteles dan diyakini hingga abad renaisans.

·         Untuk membuktikan bahwa dia bisa abadi, dia melompat ke kawah gunung api Etna.

e.       LEUCIPPOS (5th century bc)

·         Tak ada yang terjadi secara kebetulan tanpa alasan, segalanya pasti punya tujuan.

·         Bapak Atomisme : entitas wujud adalah atom

·         Ada 2 entitas ang invariant (bhs Indonesia: karar): atom dan kehampaan.

·         Segala sesuatu juga memiliki sifat mendasar: perubahan dan gerak.

·         Biasanya disebut bersamaan dengan muridnya, Democritus

3.2 FISIKA KLASIK

Pada zaman ini pemahaman dibidang kefisikaan masih sempit dan perkembangannya tidak seluas pada perkembangan konsep-konsep fisika modern. Contoh-contoh pemikiran pada zaman ini adalah :

3.2.1        MEKANIKA KLASIK (MEKANIKA NEWTONIAN)

Mekanika klasik menggambarkan dinamika partikel atau sistem partikel. Dinamika partikel demikian, ditunjukkan oleh hukum-hukum Newton tentang gerak, terutama oleh hukum kedua Newton. Hukum ini menyatakan, "Sebuah benda yang memperoleh pengaruh gaya atau interaksi akan bergerak sedemikian rupa sehingga laju perubahan waktu dari momentum sama dengan gaya tersebut".

Hukum-hukum gerak Newton baru memiliki arti fisis, jika hukum-hukum tersebut diacukan terhadap suatu kerangka acuan tertentu, yakni kerangka acuan inersia (suatu kerangka acuan yang bergerak serba sama - tak mengalami percepatan). Prinsip Relativitas Newtonian menyatakan, "Jika hukum-hukum Newton berlaku dalam suatu kerangka acuan maka hukum-hukum tersebut juga berlaku dalam kerangka acuan lain yang bergerak serba sama relatif terhadap kerangka acuan pertama".

Konsep partikel bebas diperkenalkan ketika suatu partikel bebas dari pengaruh gaya atau interaksi dari luar sistem fisis yang ditinjau (idealisasi fakta fisis yang sebenarnya). Gerak partikel terhadap suatu kerangka acuan inersia tak gayut (independen) posisi titik asal sistem koordinat dan tak gayut arah gerak sistem koordinat tersebut dalam ruang. Dikatakan, dalam kerangka acuan inersia, ruang bersifat homogen dan isotropik. Jika partikel bebas bergerak dengan kecepatan konstan dalam suatu sistem koordinat selama interval waktu tertentu tidak mengalami perubahan kecepatan, konsekuensinya adalah waktu bersifat homogen.

3.2.2        ELEKTRODINAMIKA KLASIK

Elekrodinamika, sesuai dengan namanya adalah kajian yang menganalisis fenomena akibat gerak elektron. Fenomena ini berkaitan dengan kelistrikan dan kemagnetan. Kendati elektrodinamika merupakan bagian dari fisika klasik, hukum-hukum elektrodinamika yang dikompilasi oleh Maxwell ternyata sesuai dengan teori Relativitas, salah satu pilar dari fisika modern. Teori elektromagnet membahas medan elektromagnet, yaitu medan listrik dan medan magnet . Kedua besaran ini berhubungan dengan rapat muatan dan rapat arus. Bagian ini tidak akan mengulas secara rinci teori medan elektromagnet sebab dapat diperoleh dalam kuliah khusus tentang elektrodinamika. Hal yang perlu dikemukakan di sini adalah bahwa menurut Maxwell, medan listrik dan magnet memenuhi persamaan.

Persamaan ini mengungkapkan bahwa medan elektromagnet merambat dalam ruang dalam bentuk gelombang dengan kecepatan tetap v. Maxwell adalah orang pertama yang mengungkapkan bahwa gelombang EM pada jangkauan frekuensi tertentu adalah gelombang cahaya. Sejak itu orang kemudian memahami bahwa gelombang EM meliputi frekuensi sangat rendah seperti sinar tampak (frekuensi berkisar 4000 A - 7000A), hingga radiasi frekuensi tinggi seperti Sinar-X.

Dalam kajian optika dipahami bahwa cahaya memiliki berbagai sifat yang menunjukkan bahwa konsep cahaya sebagai gelombang tidak esensial. Akan tetapi guna menjelaskan secara lebih tepat mengenai gejala interferensi, khususnya difraksi, konsep cahaya sebagai gelombang adalah mutlak.

Pada prinsipnya fisika klasik berpandangan bahwa materi terdiri atas partikel dan radiasi terdiri atas gelombang. Pandangan ini menjadi acuan dalam menjelaskan gejala alam. Contohnya, gaya yang dialami oleh partikel bermuatan seperti, elektron dan proton, dengan massa masing-masing muatan listrik satu satuan, berinteraksi melalui interaksi gravitasi (massa) dan elektromagnetik. Geraknya dapat dijelaskan melalui Hukum Lorentz. Akan tetapi, teori klasik tidak mampu menjelaskan bagaiman interaksi partikel ini dengan cahaya (radiasi).

3.2.3        TERMODINAMIKA KLASIK

Thermodinamika adalah cabang ilmu pengetahuan yang membahas antara panas dan bentuk-bentuk energi lainnya. Michael A Saad dalam bukunya menerangkan Thermodimika merupakan sains aksiomatik yang berkenaan dengan transformasi energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya . energi dan materi sangat berkaitan erat, sedemikian eratnya sehingga perpindahan energi akan menyebabkan perubahan tingak keadaan materi tersebut.

Hukum pertama dari termodinamika menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dihilangkan namun berubah dari satu bentuk menjadi bentuk yang lainnya. Hukum ini mengatur semua perubahan bentuk energi secara kuantitatif dan tidak membatasi arah perubahan bentuk itu. Pada kenyataannya tidak ada kemungkinan terjadinya proses dimana proses tersebut satu – satunya hasil dari perpindahan bersih panas dari suatu tempat yang suhunya lebih rendah ke suatu tempat yang suhunya lebih tinggi. Pernyataan yang mengandung kebenaran eksperimental ini di kenal dengan hukum kedua termodinamika.

Keterbatasan termodimika klasik. Termodinamika klasik menggarap keadaan sistem dari sudut pandang makroskopik dan tidak membuat hipotesa mengenai struktur zat. Untuk membuat analisa termodinamika klasik kita perlu menguraikan keadaan suatu sistem dengan perincian mengenai karakteristik – karakteristik keseluruhannya seperti tekanan , volume dan temperature yang dapat diukur secara lansung dan tidak menyangkut asumsi – asumsi mengenai struktur zat.

Termodinamika klasik tidak memperhatikan perincian, perincian suatu proses tetapi membahas keadaan – keadaan kesetimbangan. Dari sudut pandang termodinamika jumlah panas yang dipindahkan selama suatu proses hanyalah sama dengan beda antara perubahan energi sistem dan kerja yang dilaksanakan., jelaslah bahwa analisa ini tidak memperhatikan mekanisme aliran panas maupun waktu yang diperlukan untuk memindahkan panas tersebut.

Termodinamika klasik mampu menerangkan mengapa perpindahan panas dapat terjadi, namun termodinamika klasik tidak menjelaskan bagaimana cara panas dapat berpindah. Kita mengenal bahwa panas dapat berpindah dengan tiga cara yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.

3.2.4        TEORI RELATIVITAS UMUM

Einstein menyelesaikan teori relativitas umum pada 1915. Teori relativitas umum menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton. Menurut Newton, gravitasi dianggap sebagai kekuatan penarik... Planet-planet bergerak mengelilingi matahari dalam bentuk lingkaran elips karena matahari memiliki kekuatan gravitasi yang amat besar. Tapi menurut Einstein, gravitasi tidak dianggap sebagai kekuatan penarik, tapi lebih sebagai kekuatan eksterior yang merupakan konsekwensi dari ruang dan waktu atau ruang-waktu. Rangkaian ruang-waktu empat-dimensi yang melengkung seringkali dilukiskan seperti sebuah karet yang dimelarkan oleh benda bermasa—bintang, galaksi, dll.

Benda bermassa seperti matahari melengkungkan ruang-waktu di sekelilingnya dan planet-planet bergerak di sepanjang jalur melengkungnya ruang-waktu. Einstein berkata: “materi memberitahu ruang bagaimana cara melengkungkan/memelarkan dirinya; ruang memberitahu materi cara bergerak”. Teori relativitas umum memprediksi dengan tepat sampai pada tingkatan apakah sebuah sinar cahaya akan terbentang saat ia lewat di dekat matahari. Kalau dipaksa menyimpulkan teori relativitas umum dalam satu kalimat: Keberadaan ruang, waktu, dan gravitasi tidak terpisahkan dari benda.

3.3     FISIKA MODERN

Fisika modern ini ditandai dengan pemikiran-pemikiran baru oleh para ilmuwan fisika, dimana pemikiran baru ini lebih luas dari pemikiran di zaman fisika klasik. Dengan kelamahan-kelemahan fisika klasik, fisika modern mampu mengembangkan dan menjawab berbagai permasalahan yang tidak terjawab oleh pemikiran fisika klasik. Beberapa penemuan penting dalam zaman ini diantaranya :

3.3.1        RELATIVITAS KHUSUS

Hasil percobaan Michelson Morley tidak dapat dijelaskan melalui Fisika Klasik. Maka Einstein mengemukakan dua postulat relativitas khusus:

·         hukum fisika dapat dinyatakan dalam persamaan yang berbentuk sama dalam semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap satu terhadap
lainnya.

·         kelajuan cahaya dalam ruang hampa sama besar untuk semua pengamat, tidak bergantung dari keadaan gerak pengamat itu.

3.3.2        EFEK COMPTON

Pada efek fotolistrik, cahaya dapat dipandang sebagai kuantum energi dengan energi yang diskrit. Kuantum energi tidak dapat digambarkan sebagai gelombang tetapi lebih mendekati bentuk partikel. Partikel cahaya dalam bentuk kuantum dikenal dengan sebutan foton. Pandangan cahaya sebagai foton diperkuat lagi melalui gejala yang dikenal sebagai efek Compton.

Jika seberkas sinar-X ditembakkan ke sebuah elektron bebas yang diam, sinar-X akan mengalami perubahan panjang gelombang dimana panjang gelombang sinar-X menjadi lebih besar. Gejala ini dikenal sebagai efek Compton, sesuai dengan nama penemunya, yaitu Arthur Holly Compton.Sinar-X digambarkan sebagai foton yang bertumbukan dengan elektron (seperti halnya dua bola bilyar yang bertumbukan). Elektron bebas yang diam menyerap sebagian energi foton sehingga bergerak ke arah membentuk sudut terhadap arah foton mula-mula. Foton yang menumbuk elektron pun terhambur dengan sudut θ terhadap arah semula dan panjang gelombangnya menjadi lebih besar. Perubahan panjang gelombang foton setelah terhambur. Dimana m adalah massa diam elektron, c adalah kecepatan cahaya, dan h adalah konstanta Planck.

3.4     PENEMUAN BARU DI BIDANG SAINS

Belum lama berselang, suatu berita besar iptek muncul dari sebuah konperensi fisika “Neutrino 98″ yang berlangsung di Jepang. Neutrino, salah satu partikel dasar yang jauh lebih kecil daripada elektron, ternyata memiliki massa, demikian laporan dari suatu tim internasional yang tergabung dalam eksperimen Super-Kamiokande.

Tim ahli-ahli fisika yang terdiri dari kurang lebih 120 orang dari
berbagai negara termasuk AS, Jepang, Jerman, dan Polandia tersebut melakukan penelitian terhadap data-data yang dikumpulkan selama setahun oleh sebuah laboratorium penelitian neutrino bawah tanah di Jepang.

Jika laporan ini terbukti benar dan dapat dikonfirmasi kembali oleh tim
lainnya maka akan membawa dampak yang sangat luas terhadap beberapa teori fisika, terutama pembahasan mengenai interaksi partikel dasar, teori asal mula daripada alam semesta ini serta problema kehilangan massa (missing mass problem) maupun teori neutrino matahari.

Neutrino, atau neutron kecil, adalah suatu nama yang diberikan oleh fisikawan dan pemenang hadiah Nobel terkenal dari Jerman: Wolfgang Pauli. Neutrino adalah partikel yang sangat menarik perhatian para fisikawan karena kemisteriusannya. Neutrino juga merupakan salah satu bangunan dasar daripada alam semesta yang bersama-sama dengan elektron, muon, dan tau, termasuk dalam suatu kelas partikel yang disebut lepton. Lepton bersama-sama dengan enam jenis partikel quark adalah pembentuk dasar semua benda di alam semesta ini.

Ditemukan secara eksperimental pada tahun 1956 (dalam bentuk anti partikel) oleh Fred Reines (pemenang Nobel fisika tahun 1995) dan Clyde Cowan, neutrino terdiri dari 3 rasa (flavor), yakni: neutrino elektron, neutrino mu dan neutrino tau. Neutrino tidak memiliki muatan listrik dan selama ini dianggap tidak memiliki berat, namun neutrino memiliki antipartikel yang disebut antineutrino. Partikel ini memiliki keunikan karena sangat enggan untuk berinteraksi. Sebagai akibatnya, neutrino dengan mudah dapat melewati apapun, termasuk bumi kita ini, dan amat sulit untuk dideteksi.

Diperkirakan neutrino dalam jumlah banyak terlepas dari hasil reaksi inti pada matahari kita dan karenanya diharapkan dapat dideteksi pada laboratorium di bumi. Untuk mengurangi pengaruh distorsi dari sinar kosmis, detektor neutrino perlu ditaruh di bawah tanah. Dengan mempergunakan tangki air sebanyak 50 ribu ton dan dilengkapi dengan tabung foto (photomultiplier tube) sebanyak 13 ribu buah, tim Kamiokande ini menemukan bahwa neutrino dapat berosilasi atau berganti rasa. Karena bisa berosilasi maka disimpulkan bahwa neutrino sebenarnya memiliki massa.

Penemuan ini sangat kontroversial karena teori fisika yang selama ini kerap dipandang sebagai teori dasar interaksi partikel, yakni disebut teori model standard, meramalkan bahwa neutrino sama sekali tidak bermassa. Jika penemuan neutrino bermassa terbukti benar maka boleh jadi akan membuat teori model standard tersebut harus dikoreksi.

Penemuan neutrino bermassa juga mengusik bidang fisika lainnya yakni kosmologi. Penemuan ini diduga dapat menyelesaikan problem kehilangan massa pada alam semesta kita ini (missing mass problem). Telah sejak lama para ahli fisika selalu dihantui dengan pertanyaan: Mengapa terdapat perbedaan teori dan pengamatan massa alam semesta? Jika berat daripada bintang-bintang, planet-planet, beserta benda-benda alam lainnya dijumlahkan semua maka hasilnya ternyata tetap lebih ringan daripada berat keseluruhan alam semesta.

Para ahli fisika menganggap bahwa terdapat massa yang hilang atau tidak
kelihatan. Selama ini para ahli tersebut berteori bahwa ada partikel unik yang menyebabkan selisih massa pada alam semesta. Namun teori semacam ini memiliki kelemahan karena partikel unik yang diteorikan tersebut belum pernah berhasil ditemukan.

Dari hasil penemuan tim Kamiokande ini dapat disimpulkan bahwa ternyata
partikel unik tersebut tidak lain daripada neutrino yang bermassa.

4.1 Perkembangan Ilmu Fisika Perspektif Islam

Kaum muslimin meyakini bahwa semua ilmu pengetahuan berasal dari Allah. dan Al-Qur'an merupakan Kalamullah.Pengetahuan tentang zat, energi, ruang waktu dan interaksi benda-benda di alam ini sering disebut dengan fisika. Untuk ilusterasi ada 3 contoh disini :

1. Teori bahwa bumilah yang pusat tata surya (geosentris), bahkan alam semesta , karena di Al Qur'an tidak pernah menyebutkan ada ayat menyatakan bumi beredar, tetapi matahari, bulan, dan bintanglah yg beredar (QS 13:2, 14:33). Teori ini bahkan didukung seorang syeikh terkemuka dari Arab Saudi, yg memfatwakan bahwa percaya kepada teori heliosentris bisa menjerumuskan pada kemusrikan

2. Teori bahwa besi magnet dapat digunakan sebagai pembangkit energi yg tak ada habisnya, dengan dalil QS 57:25 yang menyatakan bahwa Allah menciptakan besi yg di dalamnya terdapat kekuatan yang hebat, yang ia tafsirkan sebagai energi.

3. Teori 7 lapis atmosfir, karena dikatakan hujan turun dari langit QS 35:27 sedangkan Allah menciptakan tujuh langit QS 41:12, sehingga hujan itu terjadi pada lapis langit pertama.

Dengan melihat teori dan klaim tersebut, sepertinya mereka mengulang apa yg pernah dilakukan kaum mutakalimin (Pencipta filsafat) di amsa lalu, yg mencari-cari suatu kesimpulan hanya berdasarkan asumsi, sekalipun asumsi itu berasal dari suatu ayat Qur'an yg ditafsirkan secara subyektif.Tentu saja, cara berpikir mutakalimin seperti ini tidak pernah menghasilkan terobosan ilmiah yang hakiki, apalagidapat dipakai untuk keperluan praktis.

Para fisikawan muslim pada masa keemasan Islam adalah orang-orang yang dididik dari awal dengan aqidah Islam, rata-rata mereka hapal Qur'an sebelum baligh. Mereka sangat memahami bahwa alam memiliki hukum-hukumnya yang obyektif, yang dapat terungkap sendiri pada mereka yag sabar melakukan pengamatan dan penelitian dengan sangat cermat.

Ibnu Al-Haytsam (al-Hazen) adalah pioner modern ketika menerbitkan bukunya pada tahun 1021 M.Dia menemukan bahwa proses melihat adalah jatuhnya cahaya ke mata, bukan karena sorot mata sebagaimana diyakini orang sejak zaman Aristoteles. Dalam kitabnya Al-Haytsam menunjukkan berbagai cara untuk membuat teropong dan juga kamera sederhana (Camera obscura).

Perlu diketahui bahwa al-haytsam melakukan eksperimen optiknya pada saat ia mengalami tahanan rumah, setelah gagal memenuhi tugas Amir Mesir untuk mewujudkan proyek bendungan sungai Nil.Dia baru dilepas setelah penemuan optiknya dinilai impas untuk investasi yg telah dikeluarkan sang Amir.

Ibn al-Haytsam juga memulai suatu tradisi metode ilmiah untuk menguji sebuah hipotesis, 600 tahun mendahului Rene Descartes yg dianggap bapak metode ilmiah eropa di zaman rennaisance.Metode ilmiah Ibn al-haytsam dimulai dari pengamatan empiris, perumusan masalah, formulasi hipotesisi,uji hipotesis,dgn eksperimen,analisis hasil eksperimen,interprestasi data dan formulasi kesimpulan, dan diakhiri dengan publikasi.

Publikasi kemudian dinilai dengan peer-review yg memungkinkan setiap orang melacakdan bila perlu mengulangiapa yg dikerjakan seorang peneliti.Proses peer review telah mjd tradisi dalam dunia medis sejak Ishaq bin Ali al Rahwi (854-931 M) Ibnu Sina atau Avecenna (980-1037 M) setuju bahwa kecepatan cahaya pasti terbatas.Abu Rayhan al-Biruni (973-1048) juga menemukan bahwa cahaya jauh lebih cepat dari suara. Qutubuddin al-Syirazi (1236-1320) dan Kamaluddin al-Farisi (1260-1320) memberi penjelasan pertama yang benar pada fenomena pelangi.

”Fisikawan terbesar sepanjang sejarah.” Begitulah Charles C Jilispe, editor Dictionary of Scientyfic Bibliography menjuluki saintis Muslim, al-Khazini. Para sejarawan sains menempatkan saintis kelahiran Bizantium alias Yunani itu dalam posisi yang sangat terhormat. Betapa tidak, ilmuwan Muslim yang berjaya di abad ke-12 M – tepatnya 1115-1130 M – itu telah memberi kontribusi yang sangat besar bagi perkembangan sains modern, terutama dalam fisika dan astronomi. al-Khazini merupakan saintis Muslim serbabisa yang menguasai astronomi, fisika, biologi, kimia, matematika serta filsafat.

Sederet buah pikir yang dicetuskannya tetap abadi sepanjang zaman. al-Khazini merupakan ilmuwan yang mencetuskan beragam teori penting dalam sains seperti: metode ilmiah eksperimental dalam mekanik; energi potensial gravitasi; perbedaan daya, masa dan berat; serta jarak gravitasi.

“Teori keseimbangan hidrostatis yang dicetuskannya telah mendorong penciptaan peralatan ilmiah. al-Khazini adalah salah seorang saintis terbesar sepanjang masa,” ungkap Robert E Hall (1973) dalam tulisannya berjudul ”al-Khazini” yang dimuat dalam A Dictionary of Scientific Biography Volume VII.

Sejatinya, al-Khazini bernama lengkap Abdurrahman al-Khazini. Menurut Irving M Klotz, dalam tulisannya bertajuk “Multicultural Perspectives in Science Education: One Prescription for Failure”, sang ilmuwan hidup di abad ke-12 M. ”Dia berasal dari Bizantium atau Yunani,” tutur Klotz. al-Khazini menjadi budak Dinasti Seljuk Turki, setelah kerajaan Islam itu menaklukkan wilayah kekuasaan Kaisar Konstantinopel, Romanus IV Diogenes.

Al-Khazini kemudian dibawa ke Merv, sebuah metropolitan terkemuka pada Abad ke-12 M. Merv berada di Persia dan kini Turkmenistan. Sebagai seorang budak, nasib al-Khazini sungguh beruntung. Oleh tuannya yang bernama al-Khazin, ia diberi pendidikan sang sangat baik. Ia diajarkan matematika dan filsafat.

Tak cuma itu, al-Khazini juga dikirimkan untuk belajar pada seorang ilmuwan dan penyair agung dari Persia bernama Omar Khayyam. Dari sang guru, dia mempelajari sastra, metematika, astronomi dan filsafat. Menurut Boris Rosenfeld (1994) dalam bukunya “Abu’l-Fath Abd al-Rahman al-Khazini, saat itu Omar Khayyam juga menetap di kota Merv.Berbekal otak yang encer, al-Khazini pun kemudian menjelma menjadi seorang ilmuwan berpengaruh. Ia menjadi seorang matematikus terpandang yang langsung berada di bawah perlindungan, Sultan Ahmed Sanjar, penguasa Dinasti Seljuk. Sayangnya, kisah dan perjalanan hidup al-Khazini tak banyak terekam dalam buku-buku sejarah.

Salah Zaimeche PhD (2005) dalam bukunya berjudul Merv menuturkan, al-Khazini adalah seorang ilmuwan yang bersahaja. Meski kepandaiannya sangat dikagumi dan berpengaruh, ia tak silau dengan kekayaan. Menurut Zaimeche, al-Khazini sempat menolak dan mengembalikan hadiah sebesar 1.000 keping emas (dinar) dari seorang istri Emir Seljuk. ”Ia hanya merasa cukup dengan uang tiga dinar dalam setahun,” papar Zaimeche.

Para sejarawan sains mengungkapkan, pemikiran-pemikiran al-Khazini sangat dipengaruhi oleh sejumlah ilmuwan besar seperti Aristoteles, Archimedes, Al-Quhi, Ibnu Haitham atau Alhacen, al-Biruni serta Omar Khayyam. Selain itu, pemikiran al-Khazini juga sangat berpengaruh bagi pengembangan sains di dunia Barat dan Islam. Salah satu ilmuwan Barat yang banyak terpengaruh al-Khazini adalah Gregory Choniades – astronom Yunani yang meninggal pada abad ke-13 M.

4.1.1    Pemikiran

Kontribusi penting lainnya yang diwariskan al-Khazini dalam bidang fisika adalah kitab Mizan al-Hikmah atau Balance of Wisdom. Buku yang ditulisnya pada 1121 M itu mengungkapkan bagian penting fisika Islam. Dalam buku itu, al-Khazini menjelaskan sacara detail pemikiran dan teori yang diciptakannya tentang keseimbangan hidrostatika, konstruksi dan kegunaan, serta teori statika atau ilmu keseimbangan dan hidrostatika.

Selain menjelaskan pemikirannya tentang teori-terori itu, al-Khazani juga menguraikan perkembangan ilmu itu dari para pendahulu serta ilmuwan yang sezaman dengannya. Dalam bukunya itu, al-Khazini juga menjelaskan beberapa peralatan yang diciptakan ilmuwan pendahulunya seperti araeometer buatan Pappus serta pycnometer flask yang diciptakan al-Biruni.

Buku itu dinilai Nasr sebagai sebuah karya ilmiah Muslim yang paling esensial tentang mekanika dan hidrostatika, dan terutama studi mengenai pusat gravitasi. Dalam buku itu pula, al-Khazini mengupas prinsip keseimbangan hidrostatis dengan tingkat ketelitian obyek sampai ukuran mikrogram (10-6 gr), suatu level ketelitian yang menurut K Ajram dalam The Miracle of Islamic Science hanya tercapai pada abad ke 20 M. Al-Biruni and al-Khazini merupakan dua ilmuwan Muslim yang pertama kali mengembangkan metode ilmiah dalam bidang ilmu keseimbangan atau statika dan dinamika. Metode itu dikembangkan untuk menentukan berat yang didasarkan pada teori kesembangan dan berat. Al-Khazini dan ilmuwan pendahulunya menyatukan ilmu statika dan dinamika ke dalam ilmu baru bernama mekanika.

Al-Khazini wafat pada abad ke-12 M. Meski begitu, pemikiran-pemikiran yang telah diwariskannya bagi peradaban dunia hingga kini masih tetap abadi dan dikenang. heri ruslan/desy susilawati

4.1.2    Sumbangan Sang Ilmuwan

Al-Khazini sungguh luar biasa. Ilmuwan Muslim dari abad ke-12 M itu tak hanya mencetuskan sejumlah teori penting dalam fisika dan astronomi. Namun, dia juga berhasil menciptakan sejumlah peralatan penting untuk penelitian dan pengembangan astronomi. Ia berhasil menemukan sekitar tujuh peralatan ilmiah yang terbilang sangat penting.

Ketujuh peralatan yang diciptakannya itu dituliskannya dalam Risala fi’l-alat atau Manuskrip tentang Peralatan. Ketujuh alat yang diciptakannya itu adalah triquetrum, dioptra, perlatan segi tiga, quadran dan sektan, astrolab serta peralatan asli tentang refleksi.

Selain berjasa mengembangkan fisika dan astronomi, al-Khazimi juga turut membesarkan ilmu kimia dan biologi. Secara khusus, dia menulis tentang evolusi dalam kimia dan biologi. Dia membandingkan transmutasi unsur dengan transmutasi spesies.

Secara khusus, al-Khazini juga meneliti dan menjelaskan definisi ”berat”. Menurut dia, berat merupakan gaya yang inheren dalam tubuh benda-benda padat yang mnenyebabkan mereka bergerak, dengan sendirinya, dalam suatu garis lurus terhadap pusat bumi dan terhadap pusat benda itu sendiri. Gaya ini pada gilirannya akan tergantung dari kerapatan benda yang bersangkutan.

Al-Khazini juga mempunyai gagasan mengenai pengaruh temperatur terhadap kerapatan, dan tabel-tabel berat spesifiknya umumnya tersusun dengan cermat. Sebelum Roger Bacon menemukan dan membuktikan suatu hipotesis tentang kerapatan air saat ia berada dekat pusat bumi, al-Khazini lebih dahulu telah mendalaminya.

Al-Khazini pun telah banyak melakukan observasi mengenai kapilaritas dan menggunakan aerometer untuk kerapatan dan yang berkenaan dengan temperatur zat-zat cair, teori tentang tuas (pengungkit) serta penggunaan neraca untuk bangunan-bangunan dan untuk pengukuran waktu.

BAB III

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Untuk menutup uraian diatas penulis perlu mengemukakan beberapa kesimpulan :

1. Fisika adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu.

2. Fisika mempelajari aspek-aspek alam yang dapat dipahami dengan dasar-dasar pengertian terhadap prinsip-prinsip dan hukum-hukum elemennya atau bisa juga diartikan dengan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan penemuan dan pemahaman mendasar hukum-hukum yang menggerakkan materi, energi, ruang dan waktu.

3. Pengembangan ilmu pengetahuan dan ilmu alam yang bertujuan untuk kepentingan pribadi atau kelompok, tanpa menghiraukan kepentingan orang lain, bertentangan dengan tujuan ajaran Islam.

5.2 Saran-saran

Kalau orang Diluar Islam saja dapat menemukan kebenaran ilmiah tentang Islam melalui pengamatannya terhadap sunnatullah ini masuk Islam maka orang Islam yang mendalami sains atau ilmu fisika dapat menghantarkan mereka ketingkat keimanan dan ketakwaan yang tinggi. Oleh karena itu sebagai seorang mahasiswa hendaklah kita selalu belajar dan berinovasi dengan selalu didasarkan oleh Al-Qur’an dan Hadist sebagai pedoman sekaligus sebagai filter dari Ilmu pengetahuan yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

Baiquni, A, Islam Dan Ilmu Pengetahuan Modern, penerbit Pustaka, Jakarta, cet. I, 1983.

Arsyad M. Natsir, Ilmuan Muslim Sepanjang Sejarah, Mizan, Bandung, cet. I, 1989.

Hilmi, Ahmad Kamal al-Din, al-Salajiqah fi al-Tarikh Wa al-Hadharat, Dar al-Buhus al-Ilmiyah, Kuwait, 1975.

Hitti, Philip K., The Arabs A Short History, diterjemahkan oleh Ushuluddin Hutagalung, Dunia Arab, Sumur Bandung, Bandung, cet. III, t. th.

Mattulada, A, Ilmu-Ilmu Kemasyaiaan (Humaniora) Tantangan, Harapan-harapan Dalam Pembangunan, UNHAS, 1991.

Madjid, Nurcholish, Reaktualisasi Nilai-Nilai Kultural Dalam Proses Transformasi Masyarakat, Simposium nasional ICHI, Malang, 6-8 Desember 1990.

Shihab, M. Quraish, Membumikan Al-Quran, Mizan, Bandung, cet. II, 1992.

Dr.Ing.Fahmi Amhar . Fisikawan Islam Mendahului Zaman. 2009