Apa itu fisika?

Fisika adalah ilmu yang mempelajari tentang alam ,gejala-gejala alam dan karakteristiknya.Perjalanan atau sejarah ilmu fisika cukup panjang,

kira-kira 2400000 SM – 599 SM  Kalender Mesir dengan 1 tahun = 365 hari,di bidang astronomi telah diprediksi adanya gerhana, jam matahari, dan katalog bintang. Dalam hal  peleburan zat  berbagai logam, pembuatan roda, teknologi bangunan (piramid), standar berat, pengukuran, koin (mata uang).

Sekitar 600 SM – 530 M: Perkembangan ilmu dan teknologi sangat terkait dengan perkembangan matematika. Bidang Astronomi sudah ada pengamatan tentang gerak benda langit (termasuk bumi), jarak dan ukuran benda langit.

530 M – 1450 M: Mundurnya tradisi sains di Eropa dan pesatnya perkembangan sains di Timur Tengah, ada perkembangan kalkulus. Bidang Astronomi ada “Almagest” karya Ptolomeous yang menjadi teks standar untuk astronomi, teknik observasi berkembang, trigonometri sebagai bagian dari kerja astronomi berkembang. 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

 Sekitar tahun 1890an sampai sekarang, ditemukan beberapa fenomena yang tidak bisa dijelaskan melalui fisika klasik. Hal ini menuntut pengembangan konsep fisika yang lebih mendasar biasa dikenal sebagai  disebut Fisika Modern.  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.

Pengaruh Revolusi Bumi

Revolusi Bumi adalah peredaran bumi mengelilingi matahari. Bumi mengelilingi matahari pada orbitnya sekali dalam waktu 365¼.waktu 365¼ atau satu tahun surya disebut kala revolusi bumi. Ternyata poros bumi tidak tegak lurus terhadap bidang ekliptika melainkan miring dengan arah yang sama membentuk sudut 23,50 terhadap matahari, sudut ini diukur dari garis imajiner yang menghubungkan kutub utara dan kutub selatan yang disebut dengan sumbu rotasi. Revolusi ini menimbulkan beberapa gejala alam yang berlangsung secara berulang tiap tahun diantaranya perbedaan lama siang dan malam, gerak semu tahunan matahari, perubahan musim, dan perubahan penampakan rasi bintang, serta kalender masehi.

1. Perbedaan Lama Siang dan Malam
   
   Kombinasi antara revolusi bumi serta kemiringan sumbu bumi terhadap bidang ekliptika menimbulkan beberapa gejala alam yang diamati berulang setiap tahunnya. Peristiwa ini nampak jelas diamati di sekitar kutub utara dan kutub selatan.
1. Antara tanggal 21 Maret s.d 23 September
• Kutub utara mendekati matahari, sedangkan kutub selatan menjauhi matahari
• Belahan bumi utara menerima sinar matahari lebih banyak daripada belahan bumi selatan.
• Panjang siang dibelahan bumi utara lebih lama daripada dibelahan bumi selatan
• Ada daerah disekitar kutub utara yang mengalami siang 24 jam dan ada daerah disekitar kutub selatan yang mengalami malam 24 jam.
• Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke utara.
• Kutub utara paling dekat ke matahari pada tanggal 21 juni. Pada saat ini pengamat di khatulistiwa melihat matahari bergeser 23,5^o ke utara.

2. Antara tanggal 23 September s.d 21 Maret
• Kutub selatan lebih dekat mendekati matahari, sedangkan kutub utara lebih menjauhi matahari.
• Belahan bumi selatan menerima sinar matahari lebih banyak daripada belahan bumi utara.
• Panjang siang dibelahan bumi selatan lebih lama daripada belahan bumi utara
• Ada daerah di sekitar kutub utara yang mengalami malam 24 jam dan ada daerah di sekitar kutub selatan mengalami siang 24 jam.
• Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke selatan.
• Kutub selatan berada pada posisi paling dekat dengan matahari pada tanggal 22 Desember. Pada saat ini pengamat di khatulistiwa melihat matahari bergeser 23,5^o ke selatan.

3. Pada tanggal 21 Maret dan 23 Desember
• Kutub utara dan kutub selatan berjarak sama ke matahari
• Belahan bumi utara dan belahan bumi selatan menerima sinar matahari sama banyaknya.
• Panjang siang dan malam sama diseluruh belahan bumi.
• Di daerah khatulistiwa matahahari tampak melintas tepat di atas kepala.

2. Gerak Semu Tahunan Matahari
   
   Pergeseran posisi matahari ke arah belahan bumi utara (22 Desember – 21 Juni) dan pergeseran posisi matahari dari belahan bumi utara ke belahan bumi selatan (21 Juni – 21 Desember ) disebut gerak semu harian matahari. Disebut demikian karena sebenarnya matahari tidak bergerak. Gerak itu akibat revolusi bumi dengan sumbu rotasi yang miring.

3. Perubahan Musim
   
   Belahan bumi utara dan selatan mengalami empat musim. Empat musim itu adalah musim semi, musim panas, musim gugur,, dan musim dingin. Berikut ini adalah tabel musim pad waktu dan daerah tertentu di belahan bumi

Musim-musim dibelah bumi utara
Musim semi	: 21 Maret – 21 Juni
Musim panas	: 21 Juni – 23 September
Musim gugur	: 23 September – 22 Desember
Musim Dingin	: 22 Desember – 21 Maret

Musim-musim dibelah bumi selatan
Musim semi	: 23 September – 22 Desember
Musim panas	: 22 Desember – 21 Maret
Musim gugur	: 21 Maret – 22 Juni
Musim Dingin	: 21 Juni – 23 September

4. Perubahan Kenampakan Rasi Bintang
   
   Rasi bintang adalah susunan bintang-bintang yang tampak dari bumi membentuk pola-pola tertentu. Bintang-bintang membentuk sebuah rasi sebenarnya tidak berada pada lokasi yang berdekatan. Karena letak bintang-bintang itu sangat jauh, maka ketika diamati dari bumi seolah-olah tampak berdekatan. Rasi bintang yang kita kenal antara lain Aquarius, Pisces, Gemini, Scorpio, Leo, dan lain-lain
   
   Kita yang berada di bumi hanya dapat melihat bintang pada malam hari. Ketika bumi berada disebelah timur matahari, kita hanya dapat melihat bintang-bintang yang berada di sebelah timur matahari. Ketika bumi berada di sebelah utara matahari, kita hanya dapat melihat bintang-bintang yang berada di sebelah utara matahari. Akibat adanya revolusi bumi, bintang-bintang yang nampak dari bumi selalu berubah. Berarti rasi bintang yang nampak dari bumi juga berubah.

5. Kalender Masehi
   
   Berdasarkan pembagian bujur, yaitu bujur barat dan bujur timur, maka batas penaggalan internasional ialah bujur 180^o , akibatnya apabila dibelahan timur bujur 180^o tanggal 15 maka di belahan barat bujur 180^o masih tanggal 14, seolah-olah melompat satu hari. Hitungan kalender masehi berdasarkan pada kala revolusi bumi, dimana satu tahun sama dengan 365 ¼ hari. Kalender masehi yang mula-mula digunakan adalah kalender Julius Caesar atau kalender Julian. Kalender julian berdasarkan pada selang waktu antara satu musim semi dengan musim semi berikutnya dibelahan bumi utara. Selang waktu ini tepatnya adalah 365,242 hari atau 365 hari 5 jam 48 menit 46 sekon. Julius Caesar menetapkan perhitungan kalender sebagai berikut.

• Lama waktu dalam setahun adalah 365 hari
• Untuk menampung kelebihan ¼ hari pada tiap tahun maka lamanya satu tahun diperpanjang 1 hari menjadi 366 hari pada setiap empat tahun. Satu hari tersebut ditambahkan pada bulan februari. Tahun yang lebih panjang sehari ini disebut tahun kabisat
• Untuk mempermudah mengingat, maka dipilih sebagai tahun kabisat adalah tahun yang habis di bagi empat. Contohnya adalah 1984,2000, dan lain-lain

proses terjadinya petir

Disaat cuaca mendung atau ketika hujan turun, terkadang kita melihat loncatan bunga api besar di udara yang disertai dengan suara gemuruh. Itulah yang kita kenal sebagai petir. Petir adalah hasil pelepasan muatan listrik dari awan, yang begitu besar sehingga menimbulkan rerentetan cahaya yang terang dan juga suara menggelegar yang cukup keras yang biasa disebut sebagai Guntur, Gludug, Halilintar, atau Gledek. Petir memiliki kekuatan yang sangat besar yang dapat menghancurkan bangunan, membunuh manusia dan menghancurkan pohon. Sambaran petir sangat cepat, yaitu sekitar 150.000 km/detik sehingga tidak memungkinkan bagi manusia untuk menghindarinya. Muatan listrik yang ada dalam petir sangat besar, yaitu mencapai 1.000.000 volt/meter.

Sebelum petir terlihat di udara, biasanya disertai dengan tanda-tanda datangnya awan yang menjulang tinggi seperti bunga kol yang berwarna keabu-abuan (awan CB atau Comulunimbus), yang biasanya sering muncul pada saat musim hujan. Petir biasanya "menggemari" benda-benda " yang menjulang tinggi ke udara sebagai media pelepasan energinya seperti gedung-gedung bertingkat, pepohonan yang tinggi, dan tiang-tiang besi yang berujung runcing (menurut hukum Farady).

Sebelum petir melepaskan energinya yang berupa loncatan bunga api yang disertai guntur, ada beberapa tahapan yang terjadi. Pertama-tama adalah pemampatan muatan listrik pada awan petir, muatan yang menumpuk pada bagian atas awan biasanya bermuatan positif, dibagian tengah bermuatan negatif, dan dibagian bawah bermuatan negatif yang bercampur muatan positif. Pada bagian inilah biasanya petir terjadi. Setelah muatan listrik mampat, dia akan segera melepaskan muatan tersebut dengan seketika yang disertai pijaran api dan ledakan. Petir dapat terjadi antara gumpalan awan dengan awan yang lain, didalam awan itu sendiri, awan dengan udara dan juga awan dengan tanah atau bumi. Petir yang terjadi antara awan dengan bumi inilah yang biasanya sangat berbahaya, karena dia dapat menyambar apapun yang ada di bumi yang tanpa dilengkapi dengan pengaman khusus terhadap petir.

Petir yang terjadi antara awan dengan bumi biasanya terjadi pada daerah yang terbuka. Besar muatan listrik yang ada pada awan yang memicu terjadinya petir adalah minimal 1.000.000 volt. Dengan muatan sebesar ini tentunya bukan hal yang baik jika ia menyambar mahluk hidup di bumi. Manusia akan terpental dan akan mati seketika dengan tubuh terbakar jika terkena sambaran petir. Jika sambarannya mengenai bangunan, maka bangunan tersebut akan mengalami kerusakan dan kemungkinan besar perangkat elektronik yang ada di dalam bangunan tersebut akan rusak.

Petir sebenarya dapat kita antisipasi, contohnya pada gedung-gedung bertingkat dan menara/tower tinggi harus diberi penangkal petir yang dibuat dari logam dan berujung runcing dan dihubungkan dengan penghantar ke tanah. Jika cuaca mendung yang memungkinkan terjadinya petir, bagi manusia jangan berada pada tempat yang terbuka, karena hal intu dapat memicu petir untuk menyambar tubuh manusia tersebut. Pada perangkat elektronik seperti pesawat televisi, radio ataupun telepon, cabut kabel antena jika cuaca mendung.

Sudah banyak korban baik manusia ataupun bangunan yang menjadi sasaran hantaman bunga api raksasa tersebut, jadi kita lebih baik mengantisipasi sebelum itu semua terjadi atau menyelakai kita.

Bagaimana terjadinya radiasi?

Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Jika suatu inti tidak stabil, maka inti mempunyai kelebihan energi. Inti itu tidak dapat bertahan, suatu saat inti akan melepaskan kelebihan energi tersebut dan mungkin melepaskan satu atau dua atau lebih partikel atau gelombang sekaligus.

Setiap inti yang tidak stabil akan mengeluarkan energi atau partikel radiasi yang berbeda. Pada sebagian besar kasus, inti melepaskan energi elektromagnetik yang disebut radiasi gamma, yang dalam banyak hal mirip dengan sinar-X. Radiasi gamma bergerak lurus dan mampu menembus sebagian besar bahan yang dilaluinya. Dalam banyak kasus, inti juga melepaskan radiasi beta. Radiasi beta lebih mudah untuk dihentikan. Seng atap atau kaca jendela dapat menghentikan radiasi beta. Bahkan pakaian yang kita pakai dapat melindungi dari radiasi beta. Unsur-unsur tertentu, terutama yang berat seperti uranium, radium dan plutonium, melepaskan radiasi alfa. Radiasi alfa dapat dihalangi seluruhnya dengan selembar kertas. Radiasi alfa tidak dapat menembus kulit kita. Radiasi alfa sangat berbahaya hanya jika bahan-bahan yang melepaskan radiasi alfa masuk kedalam tubuh kita.

Sinar-X merupakan jenis radiasi yang paling banyak ditemukan dalam kegiatan sehari-hari. Semua sinar-X di bumi ini dibuat oleh manusia dengan menggunakan peralatan listrik tegangan tinggi. Alat pembangkit sinar-X dapat dinyalakan dan dimatikan. Jika tegangan tinggi dimatikan, maka tidak akan ada lagi radiasi. Sinar-X dapat menembus bahan, misalnya jaringan tubuh, air, kayu atau besi, karena sinar-X mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar-X hanya dapat ditahan secara efektif oleh bahan yang mempunyai kerapatan tinggi, misalnya timah hitam (Pb) atau beton tebal.

Radiasi gamma mempunyai sifat yang serupa dengan sinar-X, namun radiasi gamma berasal dari inti atom. Karena berasal dari inti atom, radiasi gamma akan memancar secara terus-menerus, dan tidak dapat dinyalakan atau dimatikan seperti halnya sinar-X. Radiasi gamma yang terdapat di alam terutama berasal dari bahan-bahan radioaktif alamiah, seperti radium atau kalium radioaktif. Beberapa inti atom yang dapat memancarkan radiasi gamma juga dapat dibuat oleh manusia.

Beberapa unsur, misalnya besi atau oksigen, dapat memiliki beberapa inti atom yang hampir sama, disebut isotop. Jika suatu isotop dapat memancarkan radiasi, maka disebut radioisotop. Radioisotop seringkali disebut juga sebagai radionuklida. Perbedaan antara isotop yang satu dengan isotop lainnya biasanya dinyatakan dengan angka. Sebagai contoh, kalium-39 dan kalium-40 merupakan isotop-isotop dari unsur kalium.

Pemancaran radiasi dari suatu bahan radioaktif tidak dapat dimatikan atau dimusnahkan. Pemancaran radiasi hanya akan berkurang secara alamiah. Akibat memancarkan radiasi, suatu bahan radioaktif akan melemah aktivitasnya (kekuatannya), disebut peluruhan.

Selain itu, jika suatu bahan radioaktif memancarkan radiasi, bahan radioaktif tersebut dapat berubah menjadi bahan lain. Bahan lain ini dapat bersifat tidak stabil (masih dapat memancarkan radiasi lagi), dan dapat pula bersifat stabil (tidak memancarkan radiasi lagi).

Setiap radioisotop akan berkurang atau melemah separo dari aktivitas awalnya dalam jangka waktu tertentu, yang bervariasi dari beberapa detik hingga milyaran tahun, bergantung pada jenis radioisotopnya. Jangka waktu tertentu tersebut disebut umur-paro. Sebagai contoh, umur-paro radium adalah 1.622 tahun; artinya, aktivitas radium akan berkurang setengahnya dalam 1.622 tahun, setengah aktivitas sisanya akan berkurang lagi dalam waktu 1.622 tahun berikutnya, dan seterusnya.