Pengertian Fisika

 1.1 Apakah Fisika itu?

kata “Fisika” berasal dari istilah yunani yang berarti alam dan oleh karena itu seyogyanya fisika merupakan suatu ilmu yang ditujukan untuk mempelajari semua gejala alam. memang sampai awal abad kesembilan belas fisika diartikan dalam makna yang luas ini dan disebut “fisika alamiah”. meskipun demikian selama abad sembilan belas sampai baru-baru ini fisika dibatasi pada studi sekelompok fenomena yang lebih terbatas yang ditandai dengan nama “gejala fisika” dan terdefinisi secara longgar sebagai proses dalam mana sifat alamiah zat yang berpartisipasi tidak berubah. definisi fisika yang agak kabur ini setahap demi setahap tersingkir, kembali ke konsep sebelumnya yang lebih luas dan mendasar. sesuai dengan ini dapat kita katakan bahwa fisika adalah “suatu ilmu yang tujuannya mempelajari komponen materi dan sifat saling interaksinya. dengan menggunakan pengertian interaksi ini ilmuwan menerangkan sifat materi dalam benda sebagaimana gejala alam yang kita amati.”

proses pembelajaran fisika berkembang dari prinsip-prinsip dasar dan umum dan diterapkan untuk memahami sejumlah besar gejala yang beraneka ragam dan yang tampaknya tak berhubungan satu sama lain tapi ternyata memenuhi hukum-hukum dasar yang sama. jika prinsip-prinsip dasar ini sudah dimengerti dengan jelas maka kita akan mampu memecahkan soal-soal baru dengan menggunakan pikiran dan usaha secara ekonomis.

1.2 cabang-cabang fisika

dengan memiliki cara berpikir yang serba ingin tahu, manusia selalu mempunyai keinginan untuk mengetahui bagaimana alam semesta bekerja. pada mulanya sumber informasi mereka adalah panca indra mereka. oleh karena itu mereka mengelompokkan gejala yang diamati sesuai dengan cara pengamatan. misalnya, cahaya terkait dengan penglihatan dan ilmu optika berkembang sebagai ilmu yang sedikit banyak tak bergantung pada perilaku ini. bunyi berkaitan dengan pendengaran. darinya lahir ilmu akustik. kalor berkaitan dengan indra seperti sentuhan panas. selama bertahun-tahun ilmu termodinamika yang mempelajari tentang kalor telah berdiri sendiri. fenomena gerak, adalah fenomena yang paling umum dan banyak dikenali. darinya lahir ilmu mekanika. mekanika mampu menjelaskan tentang gerak jatuh bebas, percepatan, gaya gravitasi, gerak planet dan lain-lain. oleh karena itu gravitasi menjadi bagian dari ilmu mekanika secara terdisional sudah berjalan bertahun-tahun. fenomena elektromagnetisme tidak bisa diamati langsung walau merupakan sebab dari banyak gejala. ilmu tentang elektromagnetisme baru muncul pada abad kesembilan belas.

semua cabang di atas adalah prinsip pemandu bagi ilmu fisika sampai baru-baru ini. akhir-akhir ini semua cabang di atas disebut “fisika klasik” kemudian dibuat cabang fisika baru, yaitu “fisika modern” yang mempelajari mekanika kuantum, teori relativitas, struktur atom beserta intinya, raqdioaktivitas dan lain-lain. fisika modern berkembang pada abad kedua puluh.

meskipun sudah lama dan terkesan kuno, fisika klasik tetap dibutuhkan dan sangat penting bagi kegiatan spesialisasi dan profesional. saat ini pandangan sempit dan terpisah dalam setiap cabang fisika tidak lagi memadai. ada kalanya ditemukan fenomena yang mencakup beberapa cabang seperti fenomena yang termasuk dalam elektromagnetisme sekaligus fisika modern. contohnya foton listrik, graviton dll. penelitian lintas cabang ini melahirkan perspektif gejala yang baru, utuh dan logis. perspektif  ini merupakan salah satu kemajuan besar abad kedua puluh. pengkajian fisika secara utuh lebih menuntut peninjauan kembali fisika klasik dan fisika modern. akan selalu ada fisika modern dalam arti fisika berkembang pada masa yang bersangkutan. fisika modern ini setiap saat menuntut revisi dan pengkajian ide-ide dan prinsip-prinsip sebelumnya. fisika modern dan klasik harus dipadukan pada setiap tahap ke dalam suatu pengetahuan yang utuh. fisika akan selalu merupakan suatu kesatuan yang harus dibahas secara konsisten dan logis.

1.3 metode eksperimental

untuk mencapai tujuannya, fisika bergantung pada pengamatan dan percobaan. pengamatan terdiri dari pengkajian suatu gejala secara teliti dan kritis dengan mencatat dan menganalisis berbagai faktor dan keadaan yang tampaknya dapat mempengaruhi gejala tersebut. sayangnya syarat-syarat supaya gejala muncul secara alamiah sangat jarang muncul sehingga belum memungkinkan keluwesan dan variasi yang cukup. beberapa gejala muncul sangat jarang sehingga menganalisisnya merupakan proses yang sulit dan lamban. oleh karena itu dibutuhkan percobaan. percobaan terdiri dari pengamatan suatu gejala dalam kondisi yang telah diatur dan di bawah kontrol yang cermat. ilmuwan dapat mengubah kondisi tersebut secara bebas. kebebasan ini membuat ilmuwan lebih mudah mengungkap bagaimana kondisi-kondisi ini mempengaruhi gejala tersebut. tanpa melakukan percobaan tersebut ilmu modern tak akan bisa mencapai apa yang dicapainya sekarang. laboratorium merupakan hal yang penting bagi ilmuwan.

tentu saja percobaan bukan satu-satunya alat bagi para fisikawan. dari fakta-fakta yang diketahui seorang ilmuwan dapat menyimpulkan pengetahuan secara teoritis. yang dimaksud teoritis adalah fisikawan mengusulkan sebuah model bagi kondisi fisika yang sedang dipelajari. dengan menggunakan hubungan-hubungan yang telah dihasilkan, fisikawan menerapkan pemikiran logis dan deduktif terhadap model tersebut dengan mengolah pemikiran ini dengan menggunakan teknik-teknik matematika. hasil akhir yang dicapai boleh jadi suatu ramalan tentang suatu gejala alam yang belum teramati atau pengukuhan hubungan yang ada antara beberapa proses. pengetahuan yang dicapai seorang fisikawan dengan cara teoritis ini pada gilirannya digunakan oleh ilmuwan lain untuk melaksanakan percobaan-percobaan baru untuk menguji model itu sendiri atau untuk menuturkan batasan dan kelemahannya. para ilmuwan teoritis kemudian memperbaiki dan mengubah model tersebut sehingga sesuai dengan informasi terbaru itu. hubungan yang saling mengkait antara eksperimentasi/ percobaan dengan teori memungkinkan ilmu untuk berkembang mantap dan memiliki dasar yang kokoh.

pada zaman dahulu ilmuwan fisika mampu bekerja sendiri. misalnya galileo, Newton, Huygens dll. namun pada zaman sekarang penelitian fisika merupakan kerja kelompok antara anggota teoritis dan anggota percobaan karena fisika semakin kompleks. kelompok itu bekerja sama tidak harus hadir bersama-sama di satu tempat, tapi bisa juga berada di tempat-tempat yang terpisah asalkan masih dapat saling berkomunikasi. peralatan komunikasi modern memungkinkan pertukaran informasi dengan cepat. para ilmuwan dari berbagai belahan dunia dapat bekerja sama dalam riset bersama. riset bersama itu tidak hanya di dalam fisika, tapi juga dalam matematika, kimia, biologi, ekonomi dan ilmu-ilmu lain. komunikasi global ini menunjukkan sifat universalitas ilmu dan meningkatkan saling pengertian.

1.4 hubungan antara fisika dengan ilmu-ilmu lain

kita telah mengetahui bahwa tujuan ilmu fisika adalah untuk memahami komponen-komponen dasar materi dan interaksi di dalamnya sehingga kita mampu menerangkan gejala-gejala alam, termasuk sifat materi dalam kelompok-kelompoknya. dari pernyataan ini kita dapat mengatakan bahwa fisika adalah ilmu yang paling fundamental di antara semua ilmu pengetahuan alam. kimia merupakan salah satu apek dari fisika, yaitu penerapan fisika pada susunan molekul dan cara-cara praktis untuk mengubah suatu molekul menjadi molekul yang lain. biologi berpijak pada fisika dan kimia untuk menjelaskan proses-proses yang berlangsung di dalam tubuh organisme/ makhluk hidup. penerapan-penerapan fisika dan kimia pada masalah-masalah praktis dalam penelitian, pengembangan dan profesional telah memberikan dorongan bagi berkembangnya berbagai cabang rekayasa. praktek dan riset rekayasa modern tak akan mungkin terjadi tanpa pemahaman yang kokoh tentang ide-ide dasar ilmu pengetahuan alam.

pentingnya fisika bukan hanya terletak pada kenyataan bahwa ia memberikan kerangka dasar konseptual dan teoritis yang menjadi dasar semua ilmu pengetahuan alam berpijak. dari segi praktis, fisika penting karena menyiapkan teknik-teknik yang dapat digunakan untuk hampir semua bidang riset murni atau terapan. astronomi membutuhkan teknik-teknik optika, spektroskopi dan radiologi. ahli geologi menggunakan metode gravimetri, akustik, fisika inti dan mekanika dalam penelitiannya. penggunaan serupa juga dilakukan oleh ahli kelautan, meteorologi dan seismologi. sebuah rumah sakit modern dilengkapi oleh ahli laboratorium di mana  teknik fisika canggih digunakan. sebagai kesimpulan hampir tak ada riset termasuk arkeologi, paleontologi, sejarah dan kesenian yang dapat berlangsung tanpa teknik-teknik fisika modern. fisikawan memiliki kepuasan bahwa ia tak hanya memajukan pengetahuan kita tentang alam semesta tapi juga ikut menyumbang bagi kemajuan sosial umat manusia.