MANFAAT
FISIKA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Manusia dan lingkungan merupakan kesatuan yang tidak bisa terpisahkan. Karena
semua aktifitas manusia dalam kehidupan tidak pernah lepas dari fenomena
alam. Baik secara disadari maupun tidak disadari dalam beraktifitas manusia
selalu berhadapan dengan fenomena alam. Sebagian besar manusia dalam
melakukan aktifitasnya tidak memperhatikan fenomena alam yang terjadi.
Kebanyakan manusia hanya memperhatikan hal-hal yang berkaitan dengan tujuan yang
akan dicapai. Dalam fenomena alam terdapat fenomena fisis. Namun terkadang
manusia masih kurang memperhatikan fenomena fisis tersebut yang terjadi dalam
aktifitasnya, kecuali fenomena fisis yang sesuai dengan tujuan kegiatan atau
fenomena fisis itu langka bagi mereka.
Fenomena
fisis yaitu kejadian yang di dalamnya terdapat variabel fisis. Adapun yang
dimaksud variabel fisis yaitu variabel-variabel yang dapat dinyatakan dalam
angka-angka (kuantitatif). Seperti yang dikemukakan oleh (Supriyono, 2003:8)
bahwa hakikat fisika yakni fisika bukan hanya sekedar kumpulan fakta dan
prinsip tetapi lebih dari itu fisika juga mengandung cara-cara bagaimana
memperoleh fakta dan prinsip tersebut beserta fisikawan dalam melakukannya.
Konsep fisika atau ilmu fisika akan bernilaiguna bagi manusia jika ilmu fisika
sudah diwujudkan dalam teknologi. Berbagai teknologi yang ada dapat digunakan
untuk mempermudah pekerjaan manusia.
Adanya
berbagai peralatan canggih yang berkembang saat ini tentunya tidak lepas dari
ilmu fisika, karena dalam pembuatannya semua peralatan canggih saat ini
berdasar pada ilmu fisika. Mulai dari peralatan dapur sampai peralatan industri
menggunakan prinsip kerja yang ada di ilmu fisika. Ketika konsep fisika sudah
diwujudkan dalam bentuk teknologi peralatan maka ilmu fisika baru berguna bagi
manusia.
A.Pengertian
Fisika
Makna secara luas, fisika adalah
ilmu tentang alam. Hal ini merujuk pada kata fisika yang berasal
dari bahasa Yunani yaitu φυσικός (fysikós) yang mempunyai arti “alamiah”, dan
φύσις (fýsis) yang mempunyai arti “alam”. Dalam kajian tentang alam, fisika
mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan
waktu. Para fisikawan atau ahli fisika 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. Dimana sifat semacam
ini sering disebut sebagai hukum fisika, misalnya Hukum Kekekalan Energi, Hukum
Pemantulan Gelombang, Hukum Newton, dan lain-lain. Fisika sering disebut
sebagai “ilmu paling mendasar”, karena setiap ilmu alam lainnya (kimia,
biologi, 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 elektronika,
termodinamika dan mekanika kuantum.
Ilmu fisika merupakan ilmu yang
berkaitan erat dengan ilmu matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam
notasi matematis. Ilmu matematika yang digunakan dalam fisika biasanya lebih
rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan
antara fisika dan matematika adalah fisika berkaitan dengan dunia material,
sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu
berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak
jelas. Ada wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika,
yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori
fisika.
B.
Manfaat Mempelajari Fisika
Sudah merupakan hal yang sering kita
dengar mengenai pernyataann sebagian orang atau mungkin sebagian besar orang
beranggapan bahwa fisika itu sulit. Mereka beraggapan bahwa fisika itu
merupakan ilmu yang penuh dengan rumus dan hitungan matematis tingkat
tinggi. Sehingga mengakibatkan tidak semua orang dapat belajar fisika dengan
baik. Bahkan fisika sering pula dianggap sebagai momoknya pelajaran. Keadaan
ini hampir sama dengan anggapan pada matematika.
Akan tetapi terlepas dari semua
anggapan di atas, ada sesuatu yang lebih penting untuk kita pikirkan. Yaitu
tentang apa untungnya kita belajar fisika, dan apa ruginya jika kita tidak mau
belajar fisika. Padahal baik disadari maupun tidak pada hakikatnya setiap
manusia membutuhkan ilmu pengetahuan dan mengikuti perkembangan teknologi agar
dapat menjalani kehidupan ini secara harmonis. Dimana perkembangan teknologi
itu tentu merupakan implikasi dari ilmu fisika yang telah di pelajari oleh para
pakar yang ahli di bidangnya.
Mempelajari fisika mempunyai banyak
manfaat. Mulai awal dipelajarinya ilmu fisika, fisika telah terbukti
mampu membantu memudahkan manusia dalam menjalani aktivitas kehidupan
sehari-hari. Ada beberapa manfaat mempelajari fisika antara lain:
·
Fisika
berperan besar dalam penemuan-penemuan teknologi.
·
Melalui
fisika dapat menyingkap rahasia alam.
·
Fisika
berada di depan dalam perkembangan teknologi.
·
Fisika
sebagai ilmu dasar yang mempunyai andil dalam pengembangan ilmu-ilmu
lain.
·
Fisika
melatih kita untuk berpikir logis dan sistematis.
C. Contoh Aplikasi Ilmu Fisika
Pada
bagian ini akan dibahas mengenai beberapa contoh implementasi konsep-konsep
yang ada pada ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari. Adapun konsep yang
dibahas disini adalah konsep secara umum dari materi fisika yang telah dibahas
sebelumnya. Adanya beberapa contoh penerapan ilmu fisika dalam kehidupan
sehari-hari juga dapat memberikan bekal kepada semua orang khususnya bagi para
pelajar untuk lebih memahami pentingnya mempelajari ilmu fisika karena
dengan adanya ilmu fisika manusia dalam memenuhi menyelesaikan pekerjaanya
lebih ringan. Berikut adalah beberapa contoh peralatan pemenuhan kebutuhan
sehari-hari yang menggunakan konsep fisika :
1.Konsep Optik dan Cahaya
Jika kita
membicarakan tentang optik tentu tidak terlepas dari cahaya. Alat optik selalu
bekerja dengan peran cahaya. Bisa kita perhatikan bersama, pada orang yang
menderita cacat mata rabun dekat (hipermetropi). Bagi penderita rabun dekat
tentu mereka sangat membutuhkan peran dari alat bantu melihat yang berupa kaca
mata. Akan tetapi tidak semua kaca mata dengan sembarang lensa dapat
digunakannya, tetapi khusus kaca mata yang berlensa cembung ( positif), mengapa
demikian? Itu karena pada penderita rabun dekat cahaya tidak tepat jatuh di
retina tetapi di belakang retina, maka penderita harus kaca mata berlensa
cembung karena lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar maka sinar datang pada
saat melihat yang awalnya jatuh di belakang retina dengan kaca mata berlensa
cembung akan dikumpulkan sehingga jatuh tepat di retina sehingga penderita dapat
melihat dengan jelas objek yang dilihat.
Sedangkan
pada penderita rabun jauh (miopi) sangat membutuhkan lensa cekung karena
dengan lensa cekung yang awalnya sinar datang jatuh di depan retika akan
disebarkan oleh lensa cekung sehingga tepat jatuh di retina dan dapat terlihat
dengan jelas onjek yang dilihat. Itu karena sifatdari cermin cekung yang
menyebarkan sinar.
Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Cahaya merupakan gelombang
elektromagnetik ( tidak memerlukan medium ) untuk merambat. Sehingga cahaya
dapat merambat tanpa memerlukan medium.
Alat optik
adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan cahaya. Mata merupakan
alat optik alami. Mata kita memiliki kemampuan untuk melihat sangat terbatas,
yaitu tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang
sangat jauh dan tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik. Oleh
sebab itu mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan seperti kamera,
lup, mikroskop, dan teropong. Pemanfaatan konsep fisika dalam bidang optik juga
banyak digunakan oleh manusia. Contoh pemanfaatan bidang optik yaitu
pemanfaatan cermin dan lensa. Cermin dimanfaatkan diantaranya untuk kaca spion,
kaca rias, OHP, reflektor lampu senter, reflektor sepeda motor, reflektor
mobil, dan pengumpul cahaya pada mikroskop. Pemanfaatan lensa diantaranya
dalam: lup, teleskop, mikroskop, kacamata, OHP, proyektor, kamera.
Prinsip
kerja dari cermin adalah pemantulan atau refleksi cahaya. Sinar yang
datang pada cermin akan dipantulkan kembali. Pembentukan bayangan pada cermin
memanfaatkan sinar-sinar istimewa pada cermin. Cermin cekung dan cembung
memiliki sinar istimewa yang berbeda. Berikut penjelasan mengenai pemantulan
pada cermin:
Kita dapat
melihat benda disebabkan oleh dua hal, yang pertama, benda bisa memancarkan
cahaya atau benda tersebut adalah sumber cahaya, dan yang kedua adalah benda
tersebut memantulkan cahaya dari sumber cahaya sehingga mata kita bisa
menangkap cahaya terpantul dan kita bisa melihat benda tersebut.
Pemantulan pada cermin datar
Hukum
pemantulan pada cermin datar: "sinar datang, garis normal, dan sinar
pantul terletak pada satu bidang datar" , " sudut datang selalu sama
dengan pantul"
Sifat bayangan dari cermin datar:
Sifat bayangan dari cermin datar:
1.
besar
bayangan sama dengan besar benda
2.
jarak
bayangan sama dengan jarak benda
3.
benda
dan bayangan simetrik terhadap bidang cermin
4.
semu
atau maya karena tidak dapat ditangkap dengan layar.
Pemantulan pada cermin cekung
Pada pemantulan cermin cekung bayangan dihasilkan dari
perpotongan dua sinar pantul. sinar pantul pada cermin cekung di hasilkan dari
sinar datang, atau yang sering dikenal dengan sinar utama. sifat sifat sinar
utama dari cermin cekung adalah:
1.
berkas
sinar yang sejajar sumbu utama cermin, dipantulkan melalui titik api (fokus)
2.
berkas
sinar yang melalui fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama
3.
berkas
sinar yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali seperti
sinar datang.
Jenis-Jenis
Spektrum Gelombang Elektromagnetik dan Fungsinya
Apakah
Gelombang Elektromagnetik ??
Gelombang
Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium
Keberadaan
gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell “ James Clark
Maxwell ” dengan mengacu pada 3 fakta relasi antara listrik dan magnet yang
sudah ditemukan :
a. percobaan
Oersted yang berhasil membuktikan : arus listrik dalam konduktor menghasilkan
medan magnet disekitarnya (jarum kompas menyimpang bila di dekatkan pada kawat
yang dialiri arus listrik
b. percobaan
Faraday yang berhasil mebuktikan batang konduktor yang menghasilkan GGL induksi
pada kedua ujungnya bila memotong medan magnet
c. percobaan
Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnetik pada kumparan menghasilkan
arus induksi dalam kuparan tersebut
Didasarkan
pada penemuan Faraday “Perubahan Fluks magnetik dapat menimbulkan medan
listrik” dan arus pergeseran yang sudah dihipotesakan Maxwell sebelumnya, maka
Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru : “Jika perubahan fluks magnet dapat
menimbulkan medan listrik maka perubahan Fluks listrik juga harus dapat
menimbulkan medan magnet” Hipotesa ini dikenal dengan sifat simetri medan listrik
dengan medan magnet.
Bila
Hipotesa Maxwell benar, konsekuensinya perubahan medan listrik akan
mengakibatkan medan magnet yang juga berubah serta sebaliknya dan keadaan ini
akan terus berulang. Medan magnet atau medan listrik yang muncul akibat
perubahan medan listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak (merambat)
menjauhi tempat awal kejadian. Perambatan medan listrik dan medan magnet inilah
yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik.
Kebenaran
Hipotesa Maxwell tentang adanya gelombang elektromagnetik pada akhirnya
dibuktikan oleh “ Heinrich Hertz”
Spektrum
merupakan ragam dari rentangan panjang dari suatu gelombang radiasi. Spektrum
gelombang elektromagnetik adalah ragam gelombang elektromagnetik yang dikategorikan
berdasarkan rentang frekuensinya. Spectrum gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh
transisi elektron yaitu ketika suatu electron berpindah dari orbit satu ke
orbit yang lain.
Jenis-Jenis spektrum gelombang elektromagnetik ada 7 macam. Jenis tersebut dikategorikan berdasarkan besar frekuensi gelombangnya. Jika diurutkan dari frekuensinya yang paling besar ke yang paling kecil adalah :
Jenis-Jenis spektrum gelombang elektromagnetik ada 7 macam. Jenis tersebut dikategorikan berdasarkan besar frekuensi gelombangnya. Jika diurutkan dari frekuensinya yang paling besar ke yang paling kecil adalah :
Gelombang Radio
Gelombang ini memiliki panjang
sekitar 103 meter dengan frekuensi sekitar 104
Hertz. Sumber gelombang ini berasal dari rangkaian oscillator elektronik yang
bergetar. Rangkaian oscillator tersebut terdiri dari komponen resistor (R),
induktor (L), dan kapasitor (C). Spektrum gelombang radio dimanfaatkan manusia
untuk teknologi radio, televisi, dan telepon.
Gelombang Mikro
Gelombang ini
memiliki panjang sekitar 10-2 meter dengan frekuensi sekitar 108
hertz. Gelombang ini dihasilkan oleh tabung klystron, kegunaanya sebagai
penghantar energy panas. Salah satu contoh penggunaan gelombang micro yaitu
pada oven microwave yang berupa efek panas untuk memasak. Gelombang micro dapat
mudah diserap oleh suatu benda dan juga menimbulkan efek pemanasan pada benda
tersebut. Selain itu, gelombang micro juga dapat digunakan untuk mesin radar.
Gelombang Infra
Merah
Gelombang ini
memiliki panjang sekitar 10-5 meter dengan frekuensi sekitar 1012
hertz. Gelombang infra merah dihasilka ketika molekul electron bergetar
karena panas, contohnya tubuh manusia dan bara api. Manfaat kegunaan lain yaitu
untuk remote TV dan transfer data di ponsel.
Gelombang
Cahaya Tampak
Sesuai namanya,
spketrum ini berupa cahaya yang dapat ditangkap langsung oleh mata manusia.
Gelombang ini memiliki panjang 0.5x10-6 meter dengan frekuensi 1015
hertz. Dan gelombang cahaya tampak sendiri terdiri dari 7 macam yang
disebut warna. Jika diurutkan dari yang paling besar frekuensinya adalah merah,
jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.
Gelombang Ultra
Violet
Gelombang UV
memiliki panjang 10-8 meter dengan frekuensi 1016 hertz.
Gelombang ini berasal dari matahari dan juga dapat dihasilkan oleh transisi
elektron dalam orbit atom, busur karbon, dan lampu mercury. Funsi UV dapat
bermanfaat dan dapat berbahaya bagi manusia. Salah satu contoh fungsi sinar UV
adalah sebagai detector untuk membedakan uang asli dan uang palsu.
Gelombang Sinar
X
Gelombang ini
memiliki panjang 10-10 meter dan memiliki frekuensi 1018
hertz. Gelombang
sinar X sering disebut juga dengan sinar rontgen, karena gelombang ini banyak
dimanfaatkan untuk kegiatan rontgen di rumah sakit.
Gelombang Sinar
Gamma
Gelombang ini
memilik panjang 10-12 meter dengan frekuensi 1020
hertz. Dihasilkan
dari peristiwa peluruhan radioaktif atau inti atom yang tidak stabil.Gelombang
sinar gamma merupakan gelombang yang memiliki frekuensi paling besar dan serta
panjang gelombang terkecil. Sehingga daya tembusnya sangat besar, bahkan bisa
menembus plat besi. Salah satu fungsi dari sinar gamma yaitu dapat digunakan
dalam kedokteran sebagai pembunuh sel kanker dan sterilisasi alat – alat
kedokteran.
Setelah membaca penjelasan di atas,
tentunya kita semua dapat melihat betapa ilmu tentang spektrum gelombang
magnetik ini sangat penting bagi kemajuan teknologi di bumi. Untuk itu, kita
harus terus belajar demi penemuan lain yang lebih mutakhir.
Sinar Inframerah
Sinar
inframerah memiliki jangkauan frekuensi antara 1011 hertz sampai 1014 hertz.
Sinar inframerah dihasilkan dari transisi elektron dalam orbit atom. Benda yang
memiliki temperatur yang lebih relatif terhadap lingkungannya akan meradiasikan
sinar inframerah, termasuk dari dalam tubuh manusia.
-Untuk
terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok (physical therapy)
-Untuk
fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi
dengan detail
-Untuk
fotografi diagnosa penyakit
-Digunakan
pada remote control berbagai peralatan elektronik, alarm pencuri
-Mengeringkan
cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif
-Pada
bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang
gelap atau berkabut.
-Sinar
infra merah dibidang militer dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan bumi
meskipun terhalang oleh kabut atau awan.
Sinar ultraviolet
Sinar
ultraviolet dihasilkan dari radiasi sinar Matahari. Selain itu, dapat juga
dihasilkan dari transisi elektron dalam orbit atom. Jangkauan frekuensi sinar
ultraviolet, yaitu berkisar diantara 105 hertz sampai dengan 1016 hertz.
-Untuk
proses fotosintesis pada tumbuhan
-Membantu
pembentukan vitamin D pada tubuh manusia
-Dengan
peralatan khusus dapat digunakan untuk membunuh kuman penyakit, menyucihamakan
ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen pembedahan
-Untuk
memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank
Sinar X (Sinar Rontgen)
Sinar-X,
dikenal juga sebagai sinar Rontgen. Sinar-X dihasilkan dari peristiwa tumbukan
antara elektron yang dipercepat pada beda potensial tertentu.
-Dimanfaatkan
di bidang kesehatan kedokteran untuk memotret organ-organ dalam tubuh (tulang),
jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan, foto Rontgen
-Untuk
analisa struktur bahan / kristal
-Mendeteksi
keretakan / cacat pada logam
-Memeriksa
barang-barang di bandara udara / pelabuhan
1.
Dapat merusak rantai DNA
2.
Dapat menyebabkan kanker dan mutasi genetik
ULTRAVIOLET
l
Berada antara sinar-x dan sinar tampak dalam spektrum elektromagnetik
l
Digolongkan menjadi tiga, yakni:
a.
Near Ultraviolet (NUV)
#
UV A (Gelombang panjang)
#
UV B (Gelombang medium)
#
UV C (Gelombang pendek)
b.
Far/Vacuum Ultraviolet (FUV/VUV)
c.
Extreme/Deep Ultraviolet (EUV/DUV)
KEGUNAAN
ULTRAVIOLET
l
Penggunaan lampu fluorescent
l
Membantu pembentukan vitamin D pada tubuh
l
Sterilisasi alat-alat medis
l
Sebagai disinfektan dalam pengolahan air minum
l
Menghilangkan berbagai mikroorganisme yang terdapat dalam makanan
INFRA MERAH
l
Mempunyai frekuensi antara 1012 Hz sampai 1014 Hz
l
Mempunyai panjang gelombang antara 10-4 m sampai 10-6 m
l
Dibagi menjadi 3 daerah:
a.
Daerah inframerah jauh
b.
Daerah inframerah tengah
c.
Daerah inframerah dekat
l Contoh
: remote control dan kamera inframerah
KEGUNAAN
INFRA MERAH
l
Mendiagnosa suatu penyakit
l
Mendeteksi masalah sirkulasi,radang sendi,arthritis,dan kanker.
l Digunakan
dalam Night Vision Device
l
Sebagai sumber panas
l
Sebagai media transmisi data untuk komunikasi jarak pendek
GELOMBANG
RADIO
l
Gelombang radio adalah suatu bentuk energi listrik yang merambat seperti
gelombang melalui udara atau ruang angkasa dan menyebar ke seluruh penjuru
l
Kegunaan:
a.Gelombang
frekuensi rendah untuk perkapalan
b.Gelombang
frekuensi sedang untuk peman- car roket
c.Gelombang
frekuensi tinggi untuk pemancar TV
Tidak ada komentar:
Posting Komentar