STRUKTUR KEILMUAN FISIKA

Presentasi berjudul: "STRUKTUR KEILMUAN FISIKA"— Transcript presentasi:

1 STRUKTUR KEILMUAN FISIKA
Teknik-Teknik Eksperimental Zat padat Molekul Atom Inti Partikel Elementer dll Bumi Atmosfer Kehidupan, dll. Reaktor nuklir, dll. Sistem Alam Sistem Rekayasa Sistem Lain Cahaya Akustik dll. Gejala Alam Interaksi Fundamental Struktur materi Kajian Keilmuan Fisika Diskripsi Mikroskopik Mekanika Kuantum Mekanika Statistik Mekanika Cabang ilmu fisika yang membahas tentang gerakan benda (makroskopis) Termodinamika Cabang ilmu fisika yang membahas mengenai panas, suhu dan kelakuan partikel dalam jumlah yang cukup besar Elektromegnetik Cabang ilmu fisika yang membahas tentang teori kelistrikan, teori kemagnetan dan gelombang elektromagnetik Mekanika kuantum Cabang fisika yang membahas kelakuan partikel mikroskopis Interaksi gravitasi Interaksi elektromagnetik Interaksi kuat Interaksi lemah Mekanika Termodinamika Gelombang Diskripsi Makroskopik Diskripsi keadaan dan Interaksi Model Interaksi Perangkat Keilmuan Fisika jalinan

2 FISIKA DASAR Silabi Tujuan Instruksional Umum (TIU)
Di sini ditanyakan apa yang dimaksud dengan fisika. Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

3 TUJUAN UMUM Memberikan konsep-konsep dan prinsip-prinsip dasar fisika yang diperlukan untuk belajar fisika lebih lanjut atau ilmu pengetahuan lainnya. Memberikan ketrampilan dalam penyelesaian persoalan fisika dasar terutama dalam pemakaian kalkulus dasar sebagai alat bantu.

4 PENYAJIAN Disajikan dalam 2 semester 4 sks kuliah + 2 sks praktikum) Fisika Dasar I Fisika Dasar II Setiap semester minimal diselenggarakan 14 minggu kuliah + 12 unit praktikum Setiap minggu diselenggarakan 4 jam kuliah + 2 jam tutorial + 3 jam praktikum

5 SILABI FISIKA DASAR I Fisika dan pengukuran
Gerak dalam satu dan dua dimensi Hukum-hukum Newton tentang gerak dan pemakaiannya, Usaha dan Energi, Momentum linear dan tumbukan, Rotasi benda tegar terhadap sumbu tetap, Momentum sudut dan momen gaya, Kesetimbangan benda tegar, Hukum gravitasi semesta, Mekanika fluida dan zat padat Getaran selaras, Gerak gelombang, Gelombang bunyi, Superposisi dan gelombang berdiri Suhu, Pemuaian dan gas ideal, Panas dan hukum termodinamika I, Teori kinetik gas, Mesin panas, Entropi dan hukum termodinamika II

6 SILABI FISIKA DASAR II Medan listrik, Hukum Gauss, Potensial listrik, Kapasitansi dan dielektrik Arus listrik dan hambatan, Hukum Ohm, Rangkaian arus searah, Hukum Kirchchoff Medan magnet, Sumber medan magnet, Hukum Faraday, Induktansi, Rangkaian arus bolak-balik, Gelombang elektromagnetik Optika geometri, Interferensi gelombang cahaya, Difraksi dan polarisasi Fisika atom, Molekul dan zat padat, Struktur inti, Pemakaian fisika inti dan fisika partikel

7 BUKU ACUAN Serway, Reymond A, “ Physics for Scientist and Engineers with Modern Physics”, 2nd Ed.; Saunders, 1986 Nolan, Peter J., 1993, “Fundamentals of College Physics, Wm. C. Brown Publisher, Melbourne, Australia. Giancoli, Douglas C, “Physics for Scientist and Engineers”, 2nd Ed., Prentice Hall, 1988. Ohanian, Hans C., “Physics”, 2nd Ed, Norton, 1989.

8 Apakah Fisika Itu ? Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (Metode Ilmiah). Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari tentang gejala alam yang terjadi di jagad raya. Yang dimaksud dengan gejala alam tidak lain adalah sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Sifat-sifat dan interaksi antar materi antara lain ditunjukkan oleh adanya berbagai macam zat dalam berbagai fase. Terjadinya berbagai peristiwa alam, keadaan alam yang berwarna-warni, dll tidak lepas dari adanya interaksi antar materi dan radiasi. Ilmu fisika berkembang sesuai dengan hasil pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (metode ilmiah). Untuk melakukan pengamatan diperlukan imajinasi. Dari imajinasi orang tentang peristiwa alam timbul inspirasi untuk menjelaskannya sehingga tercipta teori. Dengan demikian fisika adalah ilmu pengetahuan yang merupakan hasil kreativitas manusia. Sama-sama hasil kreasi manusia, apa bedanya fisika dengan karya seni atau karya sastra ? Hasil kreasi dalam ilmu pengetahuan perlu diuji dalam suatu eksperimen. Dalam melakukan eksperimen perlu adanya pengukuran untuk memperoleh data. Sedangkan pengakuan atas karya seni/sastra didasarkan atas kesan/perasaan orang lain terhadap hasil karya tersebut. Dengan demikian apakah yang dimaksud dengan metode ilmiah ? Metode Ilmiah adalah pemakaian cara berpikir yang logis untuk mendapatkan suatu model alam yang sesuai dengan hasil-hasil eksperimen. (Giancoli,1988, 1-1).

9 PERISITIWA ALAM Perilaku partikel di dalam ruang dari waktu ke waktu, termasuk bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain. Interaksi Besaran Gaya Gravitasi Elektromagnet Lemah Kuat Untuk menjelaskan peristiwa alam perlu idealisasi. Partikel merupakan idealisasi dari benda pejal. Partikel memiliki massa tetapi ukurannya sedemikian kecil sehingga secara geometris dapat dipandang sebagai sebuah titik. Ruang : menurut geometri Euclides terdiri atas tiga variabel bebas (tiga dimensi). Posisi partikel bisa maju atau mundur. Waktu : Besaran yang mencerminkan alur peristiwa. Alur peristiwa selalu maju. Interaksi : hubungan timbal balik antar partikel. Untuk menyatakan besarnya interaksi antar partikel digunakan besaran gaya. Interaksi gravitasi : hubungan timbal balik antar partikel bermassa. Interaksi ini dinyatakan dengan Hukum Newton. Interaksi Elektromagnetik : hubungan timbal balik antar partikel bermuatan. Interaksi ini dinyatakan dengan Hukum Coulomb. Interaksi Lemah : interaksi yang terjadi pada peluruhan beta. Interaksi Kuat : Interaksi yang menyatukan proton di dalam inti.

10 Dualisme Gelombang-Partikel
Fisika Klasik Kuantum (sebelum 1920) (setelah 1920) Posisi dan Momentum partikel dapat ditetapkan secara tepat ruang dan waktu merupakan dua hal yang terpisah Ketidak pastian Posisi dan Momentum partikel ruang dan waktu merupakan satu kesatuan Dualisme Gelombang-Partikel Peristiwa fisika terjadi di “panggung” ruang tiga dimensi (dalam geometri Euclides) dan berubah dengan waktu. Di dalam fisika klasik pada suatu posisi tertentu kita dapat menentukan secara pasti berapa momentum partikel. Perkembangan fisika klasik didasari oleh Hukum Newton. Pada fisika Kuantum, jika kita hanya dapat menentukan kebolehjadian posisi dan momentum sebagaimana dinyatakan oleh prinsip Heisenberg. Perkembangannya didasarkan pada Dualisme Gelombang-Partikel. Hukum Newton

11 Metode Ilmiah TidakCocok Uji prediksi Perbaiki teori Hasil positif
Pengamatan terhadap Peristiwa alam Hipotesa TidakCocok Eksperimen Uji prediksi Perbaiki teori Teori Hasil positif Hasil negatif Metode Ilmiah meliputi lima langkah berikut : Pengamatan : Pengambilan data, baik dari pengamatan langsung atau dari eksperimen. Hipotesa : penalaran sementara terhadap peristiwa yang diamati yang masih perlu diuji kebenarannya dengan eksperimen. Eksperimen : Suatu prosedur tertentu yang dilakukan untuk mendapatkan, menguji atau mendemonstrasikan suatu peristiwa. Jika hasilnya tidak sesuai dengan hipotesa, hipotesa tersebut perlu dimodifikasi. Hipotesa yang baru perlu diuji ulang dengan melakukan eksperimen lagi. Teori : Jika hipotesa cocok dengan hasil eksperimen (dalam batas-batas tertentu), hipotesa tersebut diterima sebagai teori Prediksi : Dengan teori dapat diprediksi berbagai hal yang mungkin terjadi. Prediksi tersebut perlu diuji dengan suatu eksperimen. Jika hasilnya positif ditingkatkan/diperluas prediksi. Jika hasil negatif, teori tersebut perlu disempurnakan. Mengingat tidak ada alat ukur yang sempurna, pengujian dengan eksperimen tidak dapat dituntut hasil yang tepat seperti yang diprediksikan. Prediksi