PENGARUH PERKEMBANGAN FISIKA MODERN

1. Latar Belakang Ilmu fisika modern dikembangkan pada abad ke 20, dimana perumusan-perumusan dalam fisika klasik tidak lagi mampu menjelaskan fenomena fenomena yang terjadi pada materi yang sangat kecil. Fisika Modern diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa besaran energi suatu benda yang berosilasi (osilator) tidak lagi bersifat kontinu, namun bersifat diskrit (kuanta), sehingga muncul lah istilah Fisika Kuantum dan ditemukannya konsep dualisme partikel-gelombang. Konsep Dualisme dan besaran kuanta ini merupakan dasar dari Fisika Modern.

2. Perkembangan Fisika pada Akhir Abad 19 Kemajuan teori kinetik tidak memuaskan bagi kebanyakan para ahli fisika, karena model atom seperti bola kecil itu dianggap masih belum cukup kelihatannya menentang anggapan mengenai struktur dibagian dalam atom tersebut. Beberapa ilmuwan menolak untuk mengakuinya, sebab atom berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi dan tidak mungkin dibentuk atau tersusun dari partikel lain. Pendirian ini tidak dapat dirubah lagi dan telah cukup memuaskan pada periode ini. Mekanika, bunyi, panas, mekanika statistika, elektromagnetik, dan optik semuanya telah mendapat perumusan yang baik dan akibat-akibatnya telah dikuatkan dengan bermacam cara. Beberapa ahli memperlihatkan bahwa fisika telah selesai sama sekali, hanya tinggal cara memberi pengukuran yang lebih teliti dengan bermacam konstanta fisika.

Tetapi praktis tiap-tiap cabang ilmu fisika itu diperlihatkan dalam abad ke-20 yang memerlukan peninjauan fundamental kembali. Pembatasan-pembatasan yang diberikan ternyata telah membukakan jalan kepada ilmuwan untuk memperoleh fenomena-fenomena dalam skala atom yang memberikan indikasi bahwa atom itu lebih kompleks daripada yang dipikirkan selama abad ke-19. Misalnya spektrum atom menunjukkan kebingungan yang kompleks. Garis-garis dalam spektrum itu telah dapat diukur dengan teliti. Seperti pada atom hidrogen dan logam-logam alkali, Balmer dan Rydberg telah dapat menentukan frekuensi-frekuensi dengan hukum empirisnya yang lebih teliti. Tidak seorangpun dalam tahun 1900-an mempunyai ide, mengapa atom-atom itu mempunyai spektrum semacam itu, meskipun beberapa ahli fisika mencoba tanpa berhasil untuk menerangkannya dengan model klasik. Beberapa observasi selama abad ke-19 menyatakan bahwa atom itu mempunyai struktur dalam yang bersifat listrik.

3. Perkembangan Fisika Modern Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi dapat dibagi-bagi menjadi beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Pada tahun 1905, Albert Einstein menjelaskan efek fotoelektrik dengan menyimpulkan bahwa energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton. Pada tahun 1913, Niels Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan menggunakan kuantisasi. Pada tahun 1924, Louis de Broglie memberikan teorinya tentang gelombang benda. Namun disebut teori kuantum lama karna tidak ada penjelasan yang konkrit.

Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Percobaan untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Dia juga membuka penggunaan teori operator, termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.

h adalah tetapan Planck, h = 6,63 x 10-34 (Js) Mekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan apa yang terjadi di level mikroskopik, misalnya elektron di dalam atom. Atom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron (yang bermuatan listrik negatif) beredar seputar nukleus (yang bermuatan listrik positif). Menurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari energi level yang lebih tinggi (misalnya n=2) ke energi level yang lebih rendah (misalnya n=1), energi berupa sebuah cahaya partikel, foton, dilepaskan :  E = hv di mana E adalah energi (J), h adalah tetapan Planck, h = 6,63 x 10-34 (Js) v adalah frekuensi dari cahaya (Hz).  

4. Tokoh Era Fisika Modern 1. Sir Isaac Newton FRS (1643 – 1727) Karya bukunya "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" yang diterbitkan pada tahun 1687 dianggap sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Buku ini meletakkan dasar-dasar mekanika klasik. 2.     Leonhard Euler (1707-1783) Euler khusus ahli mendemonstrasikan bagaimana hukum-hukum umum mekanika, yang telah dirumuskan di abad sebelumnya oleh Isaac Newton, dapat digunakan dalam jenis situasi fisika tertentu yang terjadi berulang kali. Misalnya, dengan menggunakan hukum Newton dalam hal gerak cairan, Euler sanggup mengembangkan persamaan hydrodinamika. 3. Max planck (1858 – 1947) Planck mendapatkan bahwa kunci pemahaman radiasi benda hitam ialah anggapan bahwa pemancaran dan penyerapan radiasi terjadi dalam kuantum energi hv. Penemuan yang menghasilkan hadiah Nobel dalam tahun 1918 ini, sekarang dianggap sebagai tonggak dari fisika modern. 4.   Albert Einstein ( 1879–1955) Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan kosmologi.  

5. Werner Heisenberg (1901-1976) Tahun 1925 Werner Heisenberg mengajukan rumus baru di bidang fisika, suatu rumus yang teramat sangat radikal, jauh berbeda dalam pokok konsep dengan rumus klasik Newton. 6. Paul Dirac (1902 – 1984) Melalui teori kuantumnya yang menjelaskan tentang elektron, Dirac menjelma menjadi fisikawan ternama di dunia dan namanya kemudian diabadikan bagi persamaan relativistik yang dikembangkannya yaitu persamaan Dirac. 7. Niels Bohr (1885–1962) Pada tahun 1913 Bohr telah menerapkan konsep mekanika kuantum untuk model atom yang telah dikembangkan oleh Ernest Rutherford, yang menggambarkan bahwa atom tersusun dari inti atom (nukleus) yang dikelilingi oleh orbit elektron.

5. Pengaruh Perkembangan Fisika Modern Pengaruh dari penemuan tersebut telah dan sedang mengubah pandangan dunia (World view) kita. Eksperimen mekanika kuantum selalu menghasilkan penemuan yang tidak dapat diprediksi atau dijelaskan oleh fisika Newton. Tetapi meski fisika Newton tidak mampu menjelaskan fenomena realitas mikroskopis, ia tetap dapat menjelaskan fenomena makroskopis dengan baik (walalupun sesungguhnya realitas makroskopis tersusun oleh realitas mikroskopis).

Penerapan fisika modern telah banyak kita nikmati saat ini, yang mencakup bidang telekomunikasi, kedokteran, dunia industri, militer dan masih banyak lagi. Dalam dunia telekomunikasi, pengiriman informasi pada awalnya digunakan asap, kemudian telefon, handphone (HP), komputer, serat optik dan saat ini banyak digunakan teknologi VoIP (Voice over Internet Protocol). Perkembangan ini merupakan jasa dari pengembangan fisika modern.

Kesimpulan Adanya perkembangan Fisika Modern, merupakan suatu upaya untuk memahami segala proses interaksi inti materi yang mempergunakan perangkat-perangkat sains dan rekayasa. Fisika Modern mengimplikasi bahwa penjelasan abad ke-19 terhadap suatu fenomena tidaklah cukup untuk menjelaskan alam yang teramati oleh perangkat-perangkat modern. Sejak adanya ilmuwan-ilmuwan yang mengembangkan ilmu Fisika Modern, pengaruh nya pada kehidupan yang mencakup sains dan teknologi semakin nyata mencakup bidang telekomunikasi, kedokteran, dunia industri, militer dan masih banyak lagi. Dalam dunia telekomunikasi, pengiriman informasi pada awalnya digunakan asap, kemudian telefon, handphone (HP), komputer, serat optik dan saat ini banyak digunakan teknologi VoIP (Voice over Internet Protocol).