SEJARAH FISIKA KLASIK DAN PENGARUHNYA PADA PENERAPAN BIDANG TEKNOLOGI

SEJARAH FISIKA KLASIK DAN PENGARUHNYA

PADA PENERAPAN BIDANG TEKNOLOGI

BAB I. PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan disertai dengan pengaruh-pengaruh perkembangan teknologi yang terus berkembang sesuai dengan kondisi dan perkembangan ilmu pengetahuan tersebut.

Perkembangan ilmu pengetahuan juga diwarnai dengan gejala-gejala perkembangan pemikiran filsuf atau ilmuan dalam penemuan ilmiahnya yang memerlukan kajian yang mendalam.

Dalam ilmu alam khususnya ilmu fisika yang mempelajari kajian materi dan partikel mengalami perkembangan yang sangat pesat. Dimulai dari sejarah fisika itu sendiri, munculnya fisika klasik, pengaruh dan dampak fisika klasik pada kehidupan manusia serta pengembangan teknologi yang masih mendapat pengaruh pemikiran fisika klasik.

Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari makalah ini adalah untuk mengetahui sejarah fisika klasik serta perkembangannya dan dampak serta pengaruhnya pada penerapan teknologi di kehidupan manusia.

Permasalahan

Permasalahan pada makalah ini dibatasi pada sejarah perkembangan fisika klasik serta dampak dan pengaruhnya pada kehidupan manusia, yaitu:

Bagaimanakah sejarah munculnya fisika klasik?
Apakah pengaruh fisika klasik pada penerapan teknologi ?
Bagaimanakah pengaruh fisika klasik pada bidang biologi dan biomedis?

Sistematika Penulisan Makalah

Adapun sistematika penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

Bab I. Pendahuluan

Latar belakang
Maksud dan Tujuan
Permasalahan
Sistematika Penulisan Makalah

Bab II. Pembahasan Masalah

Bab III. Kesimpulan

BAB II. KAJIAN TEORITIS

A. Sejarah Munculnya Fisika Klasik dan Pengaruhnya Pada Perkembangan Ilmu Fisika

1. Fisika di abad ke 18

Periode ini sangat singkat sekitar 90 tahun dari tahun 1800-1890. Pada periode ini penerapan fisika kedalam teknologi berkembang sangat pesat. Demikian juga dalam bidang mekanika banyak diterapkan dalam kehidupan manusia sehari-hari.

Pada periode ini timbulnya fisika klasik masih diwarnai hukum-hukum gerak Newton dan transformasi Galileo, yang perlu dicatat pada periode ini adalah persamaan Hamiltonian. Persamaan Hamiltonian merupakan bentuk baru dari persamaan gerak. Persamaan Hamiltonian ini pada periode berikutnya sangat sesuai dengan persamaan gerak mekanika gelombang Schrodinger yang sangat berguna dalam memecahkan persoaalan teoritis dan dikenal dengan operator Hamilton.

Penemuan-penemuan tentang listrik magnet pada periode ini adalah :

a. Galvani

Pengamatannya tentang electricity.

b. Volta

1). Volta menemukan bahwa potensial listrik juga dapat dihasilkan dengan zat-zat anorganik.

2). Volta juga menulis tentang baterai pertama yang dapat memberikan arus listrik yang

dalam sejarahnya dikenal dengan elemen volta (tiang volta).

3). Arus listrik timbul dari effek hubungan dua logam yang beraliran.

c. Oersted

Bahwa disekitar arus listrik terdapat medan magnet.

Biot Savart

Bahwa ada pengaruh medan magnet dari suatu kawat yang melingkar yang diberi arus listrik pada acuan tertentu.

Ampere

Menemukan besarnya kuat arus listrik dengan menggunakan alat ukur yang disebut dengan amperemeter.

Faraday

Menemukan adanya arus listrik induksi yang ditimbulkan dari pengaruh perubahan garis-garis gaya magnet yang masuk atau keluar dari kumparan.

g. Lorenz

Menemukan adanya gaya yang ditimbulkan dari dua kawat berarus listrik sejajar, yang terdapat

di dalam medan magnet.

2. Perkembangan Sejarah Atom

Timbulnya fisika klasik juga ditandai dengan perkembangan sejarah atom dari para penemu teori atom. Adapun ahli yang berperan dalam hal ini adalah:

a. John Dalton

Yang ditemukan dalam teori atomnya. Unsur-unsur terdiri atas partikel-partikel kecil yang tak dapat dibagi lagi yang disebut dengan atom.

b. Faraday

Selain dalam perkembangan listrik magnet Faraday juga berperan dalam perkembangan atom.

c. James Clerk Maxwel

Menemukan secara teoritis untuk hukum ditribusi kecepatan antar molekul-molekul gas.

3. Perkembangan Fisika Klasik zaman Benyamin Thomson ( 1753-1814)

Benjamin Thompson (sering dikenal sebagai ‘Count Rumford’ lahir pada tanggal 26 Maret 1753 dan wafat pada tanggal 21 Agustus 1814, pada usia 61 tahun) Benjamin Thompson adalah penemu, ilmuwan, negarawan, dan tentara terkenal kelahiran Amerika.

Di samping mengurusi masalah politik dan militer, Benjamin Thompson juga aktif meneliti berbagai hal, terutama bidang Fisika. Sekitar tahun 1975, Benjamin Thompson meneliti tentang gaya pada bubuk mesiu dan membangun sistem sinyal kelautan yang baru bagi tentara Inggris. Kontribusinya yang terbesar pada dunia fisika adalah pemikirannya tentang teori kalor.

Pada akhir abad ke-18, teori kalori yang dipercaya adalah bahwa kalor merupakan fluida yang dapat mengalir ke dalam tubuh ketika dipanaskan dan mengalir keluar ketika didinginkan. Saat Benjamin Thompson meneliti tentang bubuk mesiu, Benjamin Thompson menemukan adanya penyimpangan atau anomali yang tidak dapat dijelaskan dengan teori kalori. Di dalam laporannya kepada Royal Society yang berjudul “An Experimental Enquiry concerning the Source of Heat excited by Friction” (1798), Benjamin Thompson mengajukan suatu teori baru yang menyatakan bahwa kerja mekanis akan menghasilkan kalor dan kalor tersebut merupakan suatu bentuk gerak. Teori tersebut berhasil memberikan penjelasan mengapa panas yang dihasilkan dari gesekan peluru meriam (bubuk mesiu) tidak akan pernah habis. Peristiwa tersebut tidak dapat dijelaskan dengan teori kalori terdahulu. Di dalam laporan tersebut terdapat perhitungan jumlah kuantitas kalor yang diproduksi oleh energi mekanis. Teori yang dikemukakan Thompson bertentangan dengan teori kalori yang terdahulu dan banyak orang pada saat itu yang tidak yakin dengan Benjamin Thompson hingga James Maxwell mengemukakan teori kinetik kalor pada tahun 1871.

Penemuan-penemuan Benjamin Thompson lainnya adalah kompor, oven, ketel ganda, dan pakaian penahan panas, serta mengembangkan cerobong asap dan tungku perapian.

Sumbangan Benjamin Thompson dalam sejarah perkembangan kalor adalah sangat besar, diantaranya yaitu :

a. Meletakkan dasar teori kinetik panas modern dan energy.

b. Membantah bahwa panas itu suatu zat alir ( caloric ).

c. Menyatakan bahwa panas adalah suatu bentuk gerakan. Dan caloric itu di anggap keluar

bila benda didinginkan.

d. Menemukan metode perpindahan panas (heat transfer).

e. Menyatakan bahwa dalam cairan dan gas, panas mengalir dari satu tempat ke tempat

yang lain. Zat alir panas mengalir ke atas dan yang dingin kebawah.

4. Penelitian Thomas Young ( 1773-1829)

Thomas Young adalah seorang dokter Inggris dan ahli fisika. Pada usia empat belas ia telah berkenalan dengan orang-orang Latin, Yunani, Perancis, Italia, Ibrani, Arab dan Persia. Begitu besar perhatian dan pengetahuannya yang luas ia dipanggil Fenomena Muda oleh teman-temannya di Cambridge. Ia belajar kedokteran di London, Edinburgh, dan Göttingen dan mendirikan praktek medis di London. Minat awalnya dalam penelitian dan metode ilmiahnya adalah tentang lensa, dan ia adalah orang pertama yang menyadari bahwa mata memfokuskan dengan mengubah bentuk lensa. Ia menemukan penyebab astigmatisme, dan inisiator, dengan Helmoltz.

Pada 1801 ia diangkat sebagai Profesor Fisika di universitas Cambrige. Thomas Young Terkenal dengan percobaan celah gandanya. Yaitu ditetapkan bahwa cahaya adalah gerakan gelombang, meskipun kesimpulan ini sangat ditentang oleh para ilmuwan kontemporer, yaitu cahaya adalah sel hidup di alam dari pendapat Newton dan menurut Newton pendapatnya tidak mungkin salah.

Namun penemuan Thomas Young segera dikonfirmasi oleh para ilmuwan Perancis dan Fresnel Arago. Ia mengusulkan bahwa cahaya adalah gerakan gelombang transversal (sebagai lawan longitudinal). Semua gerakan gelombang harus didukung dalam medium materi, termasuk gelombang cahaya yang diduga melakukan perjalanan melalui medium yang disebut eter.

Selain hal tersebut diatas Thomas Young juga sangat tertarik pada ilmu pengetahuan Mesir, dan studi tentang batu Rosetta, ditemukan di salah satu ekspedisi Napoleon pada tahun 1814, Ia memberikan kontribusi besar berikutnya dalam mengartikan tulisan hiroglif Mesir kuno.

Thomas Young juga memfokuskan diri dan bekerja di tegangan permukaan, elastisitas (modulus Young, ukuran kekakuan bahan), dan memberikan salah satu definisi ilmiah energi mula-mula sebelum berubah menjadi energi bentuk lain.

5.Penelitian Thomas Young tentang gelombang cahaya

Dalam penilaian Thomas Young sendiri, dari sekian banyak prestasi yang paling penting adalah menetapkan teori gelombang cahaya . Untuk melakukannya, ia harus mengatasi pandangan Isaac Newton tentang “Optik”, bahwa cahaya adalah partikel. Namun demikian, pada awal abad ke-19 Thomas Young mengajukan sejumlah alasan teoritis mendukung teori gelombang cahaya, dan dia mengembangkan dua demonstrasi untuk mendukung pandangan ini. Dengan tangki riak ia mendemonstrasikan ide gangguan dalam konteks gelombang air. Dengan dua-celah, atau eksperimen celah ganda , ia menunjukkan gangguan dalam konteks cahaya sebagai gelombang.

Dalam sebuah makalah berjudul Percobaan dan Perhitungan Sehubungan dengan Optik Fisik, diterbitkan pada tahun 1803, Thomas Young menggambarkan suatu eksperimen di mana ia menempatkan kartu sempit dalam suatu berkas cahaya dari bukaan tunggal di sebuah jendela dan mengamati pinggiran warna dalam bayangan dan sisi kartu. Hal ini mendukung anggapan bahwa cahaya terdiri dari gelombang .

6. Modulus Young

Pada tahun 1807, Modulus Young yang mengaitkan stres (tekanan) yang berhubungan strain nya (perubahan panjang sebagai rasio dari panjang asli). Modulus Young tidak tergantung pada komponen yang diperiksa, akan tetapi Modulus merujuk pada sebuah asset material yang melekat. Modulus Young untuk pertama kalinya, memprediksi regangan dalam subjek komponen tegangan yang diketahui. Sebelum kontribusi Young, yang diperlukan untuk menerapkan F Hooke dengan hubungan kx = F ,untuk mengidentifikasi deformasi (x) dari suatu subjek tubuh untuk sebuah beban yang diketahui (F), di mana (k) konstan adalah fungsi dari kedua geometri dan material di bawah pertimbangan. Menemukan k diperlukan pengujian fisik untuk setiap komponen baru, sebagai F = hubungan kx merupakan fungsi dari kedua geometri dan material. Modulus Young hanya bergantung pada bahan, tidak geometri, sehingga memungkinkan sebuah revolusi dalam strategi rekayasa.

7. Visi Thomas Young dan Teori Warna

Thomas Young juga telah disebut pendiri optik fisiologis . Pada 1793 ia menjelaskan modus di mana mata mengakomodasi sendiri untuk visi pada jarak yang berbeda tergantung pada perubahan kelengkungan dari lensa kristal , pada tahun 1801 ia adalah yang pertama untuk menggambarkan Silindris , kemudian dikembangkan oleh Hermann von Helmholtz , bahwa persepsi warna tergantung pada kehadiran di retina tiga jenis serabut saraf yang masing-masing untuk menanggapi, hijau dan violet lampu merah. Hal ini mewarnai pemahaman modern tentang penglihatan warna , dalam menemukan mata tertentu yang memang memiliki tiga reseptor warna yang sensitif terhadap rentang panjang gelombang yang berbeda.

Yang patut di catat dari penelitian Thomas Young adalah :

Thomas Young yang menghidupkan kembali teori gelombang cahaya Huygens. Thomas Young menyatakan bahwa terpecahnya berkas cahaya di bidang batas antara dua medium, menjadi berkas cahaya refraksi. Yang tidak dapat di jelaskan secara memuaskan oleh teori emisi Newton.
Thomas Young mengusulkan prinsip interferensi dari dua gelombang sebagai keterangan dari

cincin newton dan warna dari plat-plat tipis.

Pengaruh Paradigma Klasik Pada Penerapan Bidang Teknologi Khususnya Bidang Biologi Biomedis

Proses perkembangan fisika klasik memberikan pemikiran baru dalam penerapan teknologi.

Adapun pengaruh dari paradigma fisika klasik tersebut dalam penerapan bidang biologi dan biomedis adalah sebagai berikut:

Bidang Biologi

1). Organisme hidup dipandang sebagai sebuah mesin yang terbangun atas bagian bagian yang

terpisah (reduksionisme Cartesian). Giovanni Borelli (murid Galileo), menjelaskan bahwa aspek

dasar aksi otot dengan pengertian mekanika.

2). Wiliam Harvey berpendapat bahwa system peredaran darah adalah fisiologi mekanistik.

3). Luigini Galvani menunjukkan bahwa transmisi impuls saraf memiliki kaitan dengan arus listrik.

4). Konsep Descartes tentang esensi neurofisiologi yaitu bahwa organism masih dianggap mesin,

hanya saja lebih rumit sebab juga melibatkan fenomena kimia dan listrik.

5). Generalisasi paling kuat dalam biologi adalah semua organisme tersusun atas sel. Fungsi-fungsi

biologi dipandang sebagai hasil interaksi antara balok-balok sel (reduksionis Cartesian).

6). Louis Pasteur meneliti tentang korelasi kuman dan penyakit (reduksi Cartesian)

7). Munculnya konsep determinisme genetis, yaitu sifat karakter suatu organisme ditentukan oleh

unsur genetisnya.

Bidang biomedis

1). Pada tubuh manusia dianggap mesin yang dapat dianalisis menurut bagian-bagian penyakit.

2). Organ-organ tubuh mengalami mal fungsi maka peran dokter adalah campur tangan untuk

membetulkan mal fungsi tersebut.

3). Sebelum Descartes, untuk menyembuhkan penyakit maka perhatian diarahkan pada saling

hubungan antara tubuh dan jiwa, konteks lingkungan dan spiritual pasien. Dan fisafat Descartes

telah mengubah pandangan bahwa dokter memusatkan perhatian pada tubuh pasien saja dan

mengabaikan terhadap aspek-aspek psikologis, social dan lingkungan.

Pengaruh Paradigma Klasik Abad ke 17 Terhadap Pandangan Para Dokter.

a). Gagasan taksonomi Lineaus menuntuk dilakukannya taksonomi penyakit karena mikroba atau

bakteri dengan menerapkan ilmu diagnosis penyakit. Pada tahun 1950 an ditemukan obat

psikotik dan obat penenang. Sejak saat itu terjadilah transformasi besar-besaran dengan

metode rawat jalan.

b). Seseorang yang sehat dapat diibaratkan sebagai arloji yang kuat dalam kondisi mekanis yang

sempurna. Sedangkan seseorang yang sakit dapat diibaratkan bagaikan arloji yang bagian-

bagiannya tidak berfungsi sebagai mana mestinya.

c). Akibat dari paradigm Cartesian dalam biomedis, profesi perawatan kesehatan mengalami

perubahan pandangan, bahwa dokter tidak pernah tertarik mempelajari peran stress dan emosi

terhadap penyakit, tetapi dokter lebih menyukai analisa atau diagnose penyakit terhadap

kondisi pasien.

BAB IV PEMBAHASAN MASALAH

Bagaimanakah sejarah munculnya fisika klasik?

Fisika di abad ke 18

Sejarah munculnya fisika klasik sudah mulai sejak abad ke 18. Pada periode ini ilmu fisik berkembang pesat terutama pada bidang mekanika yang banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Fisika klasik masih diwarnai dengan hukum-hukum gerak Newton dan tranformasi Galileo dan juga munculnya persamaan Hamiltonian yang merupakan bentuk baru dari persamaan tentang gerak.

Pada periode ini juga terjadi pengembangan pada bidang optik. Ditandai dengan adanya penerapan pada teori gelombang terhadap teori emisi Newton. Pada periode ini juga banyak penemuan-penemuan tentang listrik magnet. Pada periode ini juga terjadi pengembangan pada bidang optik. Ditandai dengan adanya penerapan pada teori gelombang terhadap teori emisi Newton. Pada periode ini juga banyak penemuan-penemuan tentang listrik magnet.

Penemuan-penemuan tentang listrik magnet pada p.eriode ini adalah Galvani, Volta, Oersted, Biot Savart, Ampere, Faraday, Lorenz.

Timbulnya fisika klasik juga ditandai dengan perkembangan sejarah atom dari para penemu teori atom. Adapun ahli yang berperan dalam hal ini adalah Jhon Dalton, Faraday, James Clerk Maxwel.

Perkembangan fisika klasik di zaman Benyamin Thomson pada bidang fisika adalah terfokus pada kajian materi tentang gaya dan kalor serta fluida ( zat alir).

Penemuan-penemuan Benjamin Thompson lainnya adalah kompor, oven, ketel ganda, dan pakaian penahan panas, serta mengembangkan cerobong asap dan tungku perapian.

Selanjutnya perkembangan fisika klasik pada zaman Thomas Young yang terfokus pada kajian optic dan lensa.

Apakah pengaruh fisika klasik pada penerapan teknologi ?

Pengaruh fisika klasik pada penerapan fisika kedalam teknologi berkembang sangat pesat terutama dalam bidang mekanika banyak diterapkan dalam kehidupan manusia sehari-hari.

Penerapannya adalah untuk:

Menentukan kelajuan sebuah benda atau partikel pada sebuah senapan dengan sudut kemiringan tertentu.
Menentukan kecepatan maksimum kendaraan pada lintasan jalan beraspal dengan kondisi jalan licin dan berbelok.
Menentukan kecepatan awal peluru yang lepas dari laras senapan.
Menentukan ketinggian peluru yang lepas dari senapan dengan sudut kemiringan tertentu.
Menentukan target atau sasaran pada gerak parabola.
Menentukan koefisien gesekan antara kedua benda.
Dan lain-lain.

Fisika klasik masih diwarnai hukum-hukum gerak Newton dan transformasi Galileo, yang perlu dicatat pada perkembangan fisika klasik ini adalah persamaan Hamiltonian. Persamaan Hamiltonian merupakan bentuk baru dari persamaan gerak. Persamaan Hamiltonian ini pada periode berikutnya sangat sesuai dengan persamaan gerak mekanika gelombang Schrodinger yang sangat berguna dalam memecahkan persoaalan teoritis dan dikenal dengan operator Hamilton.

Apakah Pengaruh Paradigma Klasik Pada Penerapan Bidang Teknologi Khususnya Bidang Biologi Biomedis?

Proses perkembangan fisika klasik memberikan pemikiran baru dalam penerapan teknologi.

Adapun pengaruh dari paradigma fisika klasik tersebut dalam penerapan bidang biologi dan biomedis adalah sebagai berikut:

A. Bidang Biologi