SEJARAH FISIKA SEBAGAI PENUNJANG PELAJARAN

SEJARAH FISIKA SEBAGAI PENUNJANG PELAJARAN        

Fisika (dari bahasa Yunani Kuno : φύσις fisis "alam") adalah ilmu alam yang melibatkan studi tentang hal dan yang gerak melalui ruang-waktu , serta semua konsep yang terkait, termasuk energi dan kekuatan . Lebih luas, hal adalah analisis umum alam , dilakukan untuk memahami bagaimana alam semesta berperilaku.

Fisika adalah salah satu yang tertua disiplin akademis , mungkin yang tertua melalui dimasukkannya astronomi . Selama dua ribu tahun terakhir, fisika merupakan bagian dari filsafat alam bersama dengan kimia , cabang-cabang tertentu dari matematika , dan biologi , tetapi selama Ilmiah revolusi pada abad 16, ilmu alam muncul sebagai program penelitian yang unik di kanan mereka sendiri. daerah penelitian tertentu yang lintas disiplin , seperti biofisika dan kimia kuantum , yang berarti bahwa batas-batas fisika tidak kaku didefinisikan . Pada abad kesembilan belas dan kedua puluh fisikalisme muncul sebagai pemersatu fitur utama dari filsafat ilmu fisika memberikan penjelasan dasar bagi semua diamati alam fenomena . Ide-ide baru dalam fisika sering menjelaskan mekanisme dasar ilmu pengetahuan yang lain, ketika membuka ke daerah penelitian baru dalam matematika dan filsafat.

Fisika juga signifikan dan berpengaruh melalui kemajuan dalam pemahamannya yang telah diterjemahkan ke dalam baru teknologi . Sebagai contoh, kemajuan dalam pemahaman tentang elektromagnetisme atau fisika nuklir dipimpin langsung untuk pengembangan produk baru yang secara dramatis berubah-hari masyarakat modern, seperti televisi , komputer , peralatan rumah tangga , dan senjata nuklir , kemajuan dalam termodinamika menyebabkan perkembangan industrialisasi , dan kemajuan dalam mekanika terinspirasi pengembangan kalkulus .

Filsuf Thales (sekitar 624-546 SM) pertama menolak untuk menerima penjelasan supranatural, agama atau mitologi berbagai fenomena alam, menyatakan bahwa setiap peristiwa memiliki sebab alami. Awal teori fisika sebagian besar ditulis dalam istilah filsafat, dan tidak pernah diverifikasi oleh pengujian eksperimental yang sistematis seperti yang populer saat ini. Banyak dari karya-karya yang diterima umum dari Ptolemy dan Aristoteles tidak selalu ditemukan cocok dengan pengamatan sehari-hari.

Meskipun demikian, banyak kuno filsuf dan astronom memberikan gambaran yang benar dalam atomisme dan astronomi . Leucippus (paruh pertama abad ke-5 SM) atomisme diusulkan pertama, sementara Archimedes berasal deskripsi kuantitatif yang benar banyak dari mekanika , statika dan hidrostatika , termasuk penjelasan atas prinsip yang tuas . The Abad Pertengahan melihat munculnya sebuah fisika eksperimental mengambil bentuk antara fisikawan Muslim abad pertengahan , yang terkenal yang paling Alhazen , diikuti oleh fisika modern sebagian besar mengambil bentuk antara awal Eropa modern fisikawan, yang paling terkenal Sir Isaac Newton , yang dibangun di atas karya-karya Galileo Galilei dan Johannes Kepler . Pada abad ke-20, karya Albert Einstein menandai arah baru dalam fisika yang terus hari ini.

Sedangkan fisika berkaitan dengan berbagai sistem, teori tertentu digunakan oleh semua fisikawan. Masing-masing teori ini eksperimen diuji beberapa kali dan menemukan tepat sebagai pendekatan alam (dalam satu domain tertentu dari validitas). Sebagai contoh, teori klasik mekanik akurat menggambarkan gerak benda, asalkan mereka jauh lebih besar daripada atom dan bergerak dengan jauh lebih sedikit daripada kecepatan cahaya . Teori-teori ini terus menjadi bidang penelitian aktif, dan aspek luar biasa dari mekanika klasik yang dikenal sebagai chaos ditemukan pada abad ke-20, tiga abad setelah formulasi mekanika klasik asli oleh Isaac Newton (1642-1727).

Teori-teori pusat adalah alat penting untuk penelitian ke topik yang lebih khusus, dan fisika, apa pun spesialisasi nya, diharapkan akan melek di dalamnya. Ini termasuk mekanika klasik , mekanika kuantum , termodinamika dan mekanika statistik , elektromagnetisme , dan relativitas khusus .

Fisika melibatkan pemodelan alam dengan teori, biasanya kuantitatif. Di sini, jalan partikel dimodelkan dengan matematika kalkulus untuk menjelaskan perilakunya: lingkup cabang fisika yang dikenal sebagai mekanik. Fisika mencakup berbagai fenomena , dari partikel dasar (seperti quark, neutrino dan elektron) sampai yang terbesar superkluster galaksi. Termasuk dalam fenomena ini adalah objek yang paling dasar penyusunan semua hal lainnya. Oleh karena itu fisika kadang-kadang disebut sebagai " ilmu fundamental ". [8] Fisika bertujuan untuk menggambarkan berbagai fenomena yang terjadi di alam dalam hal fenomena sederhana. Dengan demikian, fisika bertujuan untuk kedua menghubungkan hal diamati untuk manusia untuk akar penyebab , dan kemudian terhubung ini menyebabkan bersama-sama.

Metode ilmiah

Fisikawan menggunakan metode ilmiah untuk menguji validitas suatu teori fisika , menggunakan pendekatan metodis untuk membandingkan implikasi dari teori yang bersangkutan dengan kesimpulan terkait ditarik dari percobaan dan pengamatan yang dilakukan untuk menguji itu. Percobaan dan pengamatan harus dikumpulkan dan disesuaikan dengan prediksi dan hipotesis yang dibuat oleh teori, sehingga membantu dalam penentuan atau validitas / ketidakabsahan teori.

Teori yang sangat didukung oleh data dan tidak pernah gagal tes empiris yang kompeten sering disebut hukum ilmiah , atau hukum alam. Tentu saja, semua teori, termasuk hukum-hukum ilmiah yang disebut, selalu dapat diganti dengan lebih akurat, laporan umum jika perselisihan teori dengan data pengamatan yang pernah ditemukan. Fisika teoritis telah mengambil inspirasi historis dari filsafat; elektromagnetisme disatukan dengan cara ini. Di luar alam semesta diketahui, bidang fisika teori juga berhubungan dengan masalah hipotetis, seperti alam semesta paralel , sebuah multiverse , dan dimensi yang lebih tinggi . Memanggil ahli teori ide-ide ini dengan harapan untuk memecahkan masalah tertentu dengan teori yang sudah ada. Mereka kemudian mengeksplorasi konsekuensi dari ide-ide dan bekerja untuk membuat prediksi diuji.  Feynman telah mencatat bahwa eksperimentalis dapat mencari daerah yang tidak baik dieksplorasi oleh ahli teori. Sedangkan fisika berkaitan dengan berbagai sistem, teori tertentu digunakan oleh semua fisikawan. Masing-masing teori ini eksperimen diuji beberapa kali dan menemukan tepat sebagai pendekatan alam (dalam satu domain tertentu dari validitas). Sebagai contoh, teori klasik mekanik akurat menggambarkan gerak benda, asalkan mereka jauh lebih besar daripada atom dan bergerak dengan jauh lebih sedikit daripada kecepatan cahaya . Teori-teori ini terus menjadi bidang penelitian aktif, dan aspek luar biasa dari mekanika klasik yang dikenal sebagai chaos ditemukan pada abad ke-20, tiga abad setelah formulasi mekanika klasik asli oleh Isaac Newton (1642-1727).

Teori-teori pusat adalah alat penting untuk penelitian ke topik yang lebih khusus, dan fisika, apa pun spesialisasi nya, diharapkan akan melek di dalamnya. Ini termasuk mekanika klasik , mekanika kuantum , termodinamika dan mekanika statistik , elektromagnetisme , dan relativitas khusus .

Penelitian bidang

Kontemporer penelitian dalam fisika secara luas dapat dibagi ke dalam fisika benda terkondensasi , atom, molekul, dan optik fisika , fisika partikel , astrofisika , geofisika dan biofisik . Beberapa departemen fisika juga mendukung penelitian di bidang pendidikan Fisika . Sejak abad kedua puluh, masing-masing bidang fisika telah menjadi semakin khusus , dan hari ini sebagian besar fisikawan bekerja di bidang tunggal untuk seluruh karir mereka. "Universalists" seperti Albert Einstein (1879-1955) dan Lev Landau (1908-1968), yang bekerja di beberapa bidang fisika, sekarang sangat jarang.  

Atom , molekul , dan optik fisika (AMO) adalah ilmu yang mempelajari materi -materi dan cahaya materi-interaksi pada skala tunggal atom atau struktur berisi beberapa atom. Tiga bidang dikelompokkan bersama karena hubungan timbal balik mereka, kesamaan metode yang digunakan, dan kesamaan dari energi skala yang relevan. Semua tiga wilayah mencakup baik klasik dan kuantum perawatan, mereka dapat memperlakukan subjek mereka dari pandangan mikroskopis (kontras dengan pandangan makroskopik).

Atom fisika mempelajari elektron kerang atom . Penelitian saat ini berfokus pada kegiatan di kontrol kuantum, pendinginan dan perangkap dari atom dan ion, dinamika tabrakan suhu rendah, perilaku kolektif atom dalam berinteraksi lemah gas pengukuran presisi (Bose-Einstein kondensat dan encer Fermi merosot sistem), konstanta fundamental, dan efek korelasi elektron pada struktur dan dinamika. Fisika atom dipengaruhi oleh inti (lihat, misalnya, membelah hyperfine ), tetapi fenomena intra-nuklir seperti fisi dan fusi dianggap sebagai bagian dari fisika energi tinggi .

            Fisika molekuler berfokus pada struktur multi-atom dan internal dan eksternal interaksi mereka dengan materi dan cahaya. fisika optik berbeda dari optik dalam hal itu cenderung tidak fokus pada bidang kontrol klasik cahaya oleh benda-benda makroskopis, tapi pada sifat dasar optik bidang dan interaksi mereka dengan materi di alam mikroskopis.

Astrofisika dan astronomi adalah penerapan teori dan metode fisika untuk mempelajari struktur bintang , evolusi bintang , asal-usul tata surya , dan permasalahan yang berhubungan kosmologi . Karena astrofisika adalah subjek yang luas, astrofisikawan biasanya menerapkan berbagai disiplin ilmu fisika, termasuk mekanika, elektromagnetik, mekanika statistik, termodinamika, mekanika kuantum, relativitas, fisika nuklir dan partikel, dan fisika atom dan molekul.

Penemuan oleh Karl Jansky pada tahun 1931 bahwa sinyal radio yang dipancarkan oleh benda angkasa memprakarsai ilmu astronomi radio . Baru-baru ini, batas-batas astronomi telah diperluas dengan eksplorasi ruang angkasa. Gangguan dan campur tangan dari atmosfer bumi make-berdasarkan pengamatan ruang yang diperlukan untuk inframerah , ultraviolet , gamma-ray , dan astronomi sinar-X . Kosmologi fisik adalah studi tentang pembentukan dan evolusi alam semesta pada skala yang terbesar. Albert Einstein teori relativitas memainkan peran sentral dalam semua teori kosmologis modern. Pada awal abad 20, Hubble penemuan 's bahwa alam semesta mengembang, seperti yang ditunjukkan oleh diagram Hubble , diminta penjelasan saingan dikenal sebagai steady state alam semesta dan Big Bang. Big Bang telah dikonfirmasi oleh keberhasilan nukleosintesis Big Bang dan penemuan dari latar belakang gelombang mikro kosmik pada tahun 1964. Model Big Bang bersandar pada dua pilar teoritis:'s relativitas umum Albert Einstein dan prinsip kosmologi . Ahli kosmologi baru-baru ini membentuk model ΛCDM evolusi alam semesta, yang meliputi inflasi kosmik , energi gelap dan materi gelap .

Banyak kemungkinan dan penemuan yang diantisipasi untuk muncul dari data baru dari Gamma-ray Space Telescope Fermi selama dekade yang akan datang dan sangat merevisi atau memperjelas model yang ada di alam semesta . Secara khusus, potensi untuk suatu penemuan luar biasa sekitarnya materi gelap mungkin selama beberapa tahun mendatang. [26] Fermi akan mencari bukti bahwa materi gelap tersusun atas partikel berinteraksi lemah masif , melengkapi eksperimen serupa dengan Large Hadron Collider dan detektor bawah tanah yang lain.

Dasar domain fisika

Sementara fisika bertujuan untuk menemukan hukum-hukum universal, teori-teori terletak pada domain eksplisit diterapkan. Longgar berbicara, hukum fisika klasik secara akurat menjelaskan sistem yang penting skala panjang lebih besar dari skala atom dan gerakan yang jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya. Di luar domain ini, pengamatan tidak cocok prediksi mereka. Albert Einstein kontribusi kerangka relativitas khusus , yang menggantikan pengertian tentang waktu mutlak dan ruang dengan ruang-waktu dan memungkinkan deskripsi akurat tentang komponen sistem yang memiliki kecepatan mendekati kecepatan cahaya.

Max Planck, Erwin Schrödinger, dan lain-lain memperkenalkan mekanika kuantum, gagasan probabilistik partikel dan interaksi yang memungkinkan deskripsi yang akurat dan skala subatomik atom. Kemudian, teori medan kuantum menyatukan mekanika kuantum dan relativitas khusus . Relativitas umum diperbolehkan untuk, dinamik melengkung ruang-waktu , dengan sistem yang sangat besar dan struktur skala besar alam semesta dapat dijelaskan dengan baik. Relativitas umum belum bersatu dengan deskripsi fundamental lainnya; beberapa calon teori gravitasi kuantum sedang dikembangkan.

Fisika digunakan sangat di rekayasa . Sebagai contoh, Statika , subfield mekanik , digunakan dalam pembangunan jembatan dan struktur lainnya. Pemahaman dan penggunaan akustik hasil di gedung konser yang lebih baik; sama, penggunaan optik menciptakan perangkat optik yang lebih baik. Pemahaman fisika membuat untuk lebih realistis simulator penerbangan , video game, dan film, dan sering kritis dalam forensik penyelidikan.