Misteri Mati Suri Dalam Kacamata Fisika Kuantum

Perasaan tenang luar biasa, melihat cahaya terang menyilaukan entah dari mana, jiwa yang terlepas sesaat dari raga, memasuki sebuah dimensi lain, atau berjalan di kegelapan terowongan menuju cahaya di ujungnya. Atau mungkin berkomunikasi dengan roh, yang memintanya kembali ke raganya, untuk hidup kembali.

Pengalaman mati suri (near death experience) memiliki pola yang berbeda untuk setiap orang yang mengalaminya. Juga ragam penjelasan, dari psikologis hingga menurut keyakinan masing-masing.

Teori baru ditawarkan oleh dua ilmuwan fisika kuantum ternama. Menurut mereka, pengalaman hampir mati terjadi ketika zat yang membentuk jiwa manusia terlepas dan meninggalkan sistem syaraf, memasuki alam semesta.

Berdasar pada ide ini, kesadaran (consciousness) sejatinya dianggap sebagai sebuah program komputer kuantum dalam otak, yang bisa tetap bertahan di alam semesta bahkan setelah kematian. Ini menjelaskan persepsi sejumlah orang yang pernah mengalami mati suri.

Adalah Dr Stuart Hameroff, Profesor Emeritus pada Departemen Anestesi dan Psikologi dan Direktur Pusat Studi Kesadaran University of Arizona, yang mengembangkan teori kuasi-relijius ini.

Hameroff  seperti dikutip Daily Mail, mendasarkan teorinya pada teori kuantum kesadaran yang ia kembangkan bersama fisikawan Inggris, Sir Roger Penrose yang menyatakan, esensi dari jiwa kita terkandung dalam strukstur yang disebut mikrotubulus (jamak: mikrotubula) yang berada dalam sel-sel otak.

Mereka berpendapat, pengalaman kesadaran kita adalah hasil dari efek gravitasi kuantum dalam mikrotubula. Sebuah teori yang mereka sebut sebagai pengaturan pengurangan obyektif (Orch-OR).

Dengan demikian, menurut teori ini, jiwa kita lebih dari sekadar interaksi antar neuron pada otak. Melainkan susunan yang terbangun dari intisari alam semesta, dan mungkin telah ada sejak waktu bermula.

Konsep ini agak mirip dengan keyakinan Buddha dan Hindu, bahwa kesadaran adalah bagian integral dari alam semesta. Dan memang mirip dengan filsafat Barat idealis.

Dengan keyakinan itu, Dr Hameroff menyatakan bahwa saat pengalaman hampir mati terjadi, mikrotubula kehilangan kondisi kuantumnya, namun informasi di dalamnya tak lantas hancur. Sebaliknya, ia hanya meninggalkan raga dan kembali ke alam semesta.

“Katakanlah jantung berhenti berdetak, darah berhenti mengalir, mikrotubulus kehilangan keadaan kuantumnya,” kata Dr Hameroff. “Tapi informasi kuantum di dalam mikrotubulus tidak rusak, tak bisa dihancurkan. Hanya didistribusikan dan menghilang ke alam semesta.”

Jika pasien tersebut sadar, hidup kembali, informasi kuantum itu juga akan kembali ke mikrotubulus. “Sehingga  pasien bisa berkata, ‘aku mengalami pengalaman hampir mati’.”

Bagaimana jika pasien itu tak pernah tersadar?

“Jika pasien tak sadar dan akhirnya meninggal dunia. Bisa jadi informasi kuantumnya tetap eksis di luar jasadnya, mungkin tanpa batas, sebagai sebuah ruh.”

Namun, teori Orch-OR tesebut mendapat kritik keras dari para pemikir empiris, dan terus menjadi perdebatan kontroversial di kalangan ilmuwan.

Fisikawan MIT, Max Tegmark adalah salah satu penentangnya. Ia menerbitkan makalah setebal 2.000 halaman yang mengritik teori tersebut, dan kerap dikutip oleh banyak penentang.

Meski demikian, Dr Hameroff yakin, penelitian fisika kuantum akan menvalidasi Orch-Or. Apalagi efek kuantum kini digunakan untuk menjelaskan banyak proses biologis, seperti bau, navigasi burung, dan fotosintesis.

Iklan

Radiasi Benda Hitam

Panas (kalor) dari matahari sampai ke bumi melallui gelombang elektromagnetik. Perpindahan ini disebut radiasi, yang dapat berlangsung dalam ruang hampa.
Radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat suhunya disebut radiasi panas (thermal radiation).

Setiap benda secara kontinu memancarkan radiasi panas dalam bentuk gelombangelektromagnetik. Bahkan sebuah kubus es pun memancarkan radiasi panas, sebagian kecil dariradiasi panas ini ada dalam daerah cahaya tampak. Walaupun demikian kubus es ini tak dapat dilihat dalam ruang gelap. Serupa dengan kubus es, badan manusia pun memancarkan radiasi panas dalam daerah cahaya tampak, tetapi intensitasnya tidak cukup kuat untuk dapat dilihat dalam ruang gelap.

Setiap benda memancarkan radiasi panas, tetapi umunya benda terlihat oleh kita karena benda itu memantulkan cahaya yang dating padanya, bukan karena ia memacarkan radiasi panas. Benda baru terlihat karena meradiasikan panas jika suhunya melebihi 1000 K. Pada suhu ini benda mulai berpijar merah sepeti kumparan pemanas sebuah kompor listrik. Pada suhu di atas 2000 K benda berpijar kuning atau keputih-putihan, seperti besi berpijar putihatau pijar putih dari filamen lampu pijar. Begitu suhu benda terus ditingkatkan, intensitas relatif dari spectrum cahaya yang dipancarkannya berubah. Ini menyebabkan pergeseran dalam warna-warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menaksir suhu suatu benda (lihat gambar di bawah ini).

Teori kuantum dimulai dengan fenomena radiasi benda hitam. Apabila suatu benda dipanaskan maka akan tampak mengeluarkan radiasi (misalnya ditandai dengan terpancarnya cahaya yang berwarna warni). Dalam keadaan kesetimbangan maka cahaya yang dipancarkan akan tersebar dalam seluruh spektrum frekuensi f atau panjang gelombang λ, dan kita berusaha mendefinisikan daya yang terpancar sebagai energi emisi pada panjang gelombang λ per satuan luas per satuan waktu, E(λ,T). Ini adalah fingsi universal. Berbicara tentang radiasi benda hitam, berrti kita membahas tentang benda yang memiliki karakteristik penyerap sempurna terhadap radiasi yang mengenainya. Secara praktis kita dapat mengilustrasikan benda hitam sebagai sebuah kotak dengan lubang kecil sedemikian sehingga sembarang radiasi yang masuk ke dalam benda hitam melalui lubang kecil, akan terpantul pantul diantara dinding bagian dalam benda hitam dan tidak ada kemungkinan lolos keluar (karakteristik penyerap sempurna) lewat lubang tersebut seperti pada gambar berikut:

Kirchhoff (1859) menunjukkan dari hukum kedua termodinamika, bahwa radiasi di dalam rongga benda hitam bersifat isotropik yaitu fluks radiasi bebas dari arah/orientasi, kemudian juga bersifat homogeny yaitu fluks radiasi sama untuk disetiap titik, dan juga sama dalam semua rongga pada suhu yang sama, untuk setiap sepanjang gelombang.

Daya emisi (dengan alas an geometric sederhana) lalu dikaitkan dengan rapat energi u(λ,T) di dalam rongga adalah:

u(λ,T) = [4E (λ,T)]/c

Selanjutnya pada tahun 1879, seorah ahli fisika dari Australia mengemukakan suatu hasil eksperimen bahwa emisivitas dari benda padat yang panas sebanding dengan temperatur absolut benda pangkat empat”. Dengan demikian, total emisi adalah radiasi intensitas pada semua frekuensi. Persamaan total emisi ini dikenal sebagai persamaan Stefan-Boltzmann yang dapat dituliskan sebagai berikut:

E = ∫Ef df = τ T4

Dimana:               E = daya emisi benda hitam persatuan luas

Ef= daya emisi benda hitam per satuan luas per satuan frekuensi/waktu

T = temperatur absolut/mutlak benda (oK)

Τ = konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 x 10-8 w.m-2.K-4

Suatu benda yang bukan radiator ideal juga memenuhi persamaan di atas, tetapi mempunyai koefisien absorbsi “e” yang nilainya kurang dari 1, sehingga dituliskan :

E = e τ T4

Dimana, e = emisivitas (0 ≤ e ≤ 1)

Selain Kirchhoff dan Stefan-Boltzmann, ada juga persamaan Wien dan Rayleigh mengenai radiasi benda hitam.

Menemukan benda hitam sempurna di alam itu sulit. Namun ada contohnya, yaitu Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB). Spektrum Planck terukur di setiap posisi di peta ini. Ada sedikit ingsutan dalam suhu pada posisi berbeda menghasilkan sedikit perbedaan kurva Planck dalam posisi berbeda. Kurva Planck rata-rata global diberikan dalam gambar berikut dan sesuai dengan suhu 2.73 Kelvin.

Saat kita melihat ke kedalaman ruang angkasa, yang kita lihat adalah cahaya bintang dari galaksi kita sendiri, galaksi yang dekat dengan kita, hingga kluster galaksi yang jauh. Radiasi benda hitam adalah yang paling relevan dengan apresiasi visual kita pada keindahan langit.

Menemukan Kekuatan Pikiran Dengan Teori Kuantum

Kemampuan energi dan kekuatan fikiran telah terbukti sejak zaman dahulu, dan masih digunakan oleh unit intelijen rahasia di dunia. Salah satu contoh ketika terjadi skeptisisme pemikiran yang tidak sehat dan takut ditertawakan atau dipermalukan, kita harus berpikiran terbuka seperti seorang anak kecil tanpa beban. Semua perubahan besar dalam pemikiran ilmiah telah mendatangkan kemarahan statis, dalam pandangan dan pemikiran kuno sistem sklerotik dimulai dengan memukul dinding yang sarat dengan keganjilan.

Metode ini mungkin bagian dari awal pergeseran paradigma baru dalam pemikiran ilmiah yang akan merevolusi dan mengubah konsep ilmiah klasik dari akhir abad 19, yang masih digunakan kebanyakan orang tentang penafsiran materi yang dianggap kenyataan. Pengenalan kesadaran sebagai faktor utama dalam persamaan realitas melalui fisika kuantum modern merupakan inti dari salah satu paradoks utama, yang disebut penelitian psikis. Menurut fisika kuantum, kekuatan pikiran pengamat memiliki pengaruh besar terhadap hasil eksperimen.

Hasil terbaik dalam melihat atau kekuatan pikiran jarak jauh, sering dicapai anggota intelijen dan unit rahasia militer yang hanya peduli tentang menjembatani ruang dan waktu secara efektif dan menggunakan teknologi mental, tidak khawatir tentang pengakuan rekannya atau takut direndahkan.

“Manusia merupakan bagian dari keseluruhan, yang disebut Alam, bagian yang terbatas dalam ruang dan waktu. Manusia mengalami sendiri, pikiran dan perasaannya sebagai sesuatu yang terpisah dari yang lain,.. Semacam khayalan optik kesadaran” –Albert Einstein–.

Dalam percobaan laboratorium fisika kuantum modern yang disebut ‘Percobaan pilihan tertunda’, masa lalu diubah agar sesuai saat ini. Yang berarti bahwa logika dan sebab akibat yang wajar, efek yang dipilih menyebabkan alasan untuk berubah. Dengan kata lain sebuah pilihan mengubah memori masa lalu. Percobaan ini pertama kali diusulkan fisikawan John A.Wheeler tahun 1978 sebagai sebuah eksperimen kekuatan pikiran, yang kemudian dikonfirmasi pada tahun 1988 di bawah kondisi laboratorium yang ketat dengan menggunakan elektronik dan sel ultrafast.

Realisasi yang paling penting tentang hakikat realitas dalam sejarah umat manusia dibuat dan dibuktikan melalui serangkaian percobaan yang dilakukan di University Of Paris pada tahun 1982 oleh tim ahli fisika optik yang dipimpin Alain Aspect. Percobaan ini menggunakan kecepatan tinggi mengalihkan mekanisme dan foton (partikel cahaya) yang dihasilkan oleh uap merkuri, percobaan ini telah membuktikan adanya ketidaksetaraan dengan teori matematika (teorema John Bell tahun 1964).

Hal ini mengungkapkan pemikiran rata-rata manusia, tidak berpengalaman dalam dunia mekanika kuantum yang telah menghasilkan transistor, komputer, dll. Ruang adalah Non Lokal yang berarti bahwa hal itu merupakan ilusi dan dunia tidak terdiri dari benda yang bersama-sama membentuk alam semesta. Sebaliknya, ketika Subjek melihat Objek akan membentuk suatu keseluruhan materi di mana semuanya terkait, dan semua orang berpengaruh dengan segala sesuatu yang lain.

Dengan kata lain, mengakui adanya dunia di luar ruang dan waktu di mana semua peristiwa proses dasar alam dan kehidupan beroperasi di luar ruang waktu, tetapi menghasilkan realitas yang dirasakan dalam ruang waktu.

Meskipun hal ini merupakan suatu kebenaran dalam ilmu fisika kuantum, banyak disiplin ilmu pengetahuan masih menggunakan pemikiran dan mekanika klasik abad ke-19, takut akan adanya implikasi spiritual yang mendalam dari kenyataan ini.

Seperti yang diceritakan dalam legenda-legenda kuno, banyaknya manusia suci yang mempunyai kekuatan besar mencipatkan objek yang tidak mungkin dilakukan saat ini, secara tidak langsung bahwa fisika kuantum telah digunakan sejak dahulu untuk menghasilkan kekuatan pikiran yang menakjubkan.

Massa Jenis

Massa jenis/kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada banyak factor seperti temperatur fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida. Akan tetapi pengaruhnya sangat sedikit sehingga massa jenis suatu fluida dinyatakan sebagai konstanta/bilangan tetap.

Massa jenis atau rapat massa (ρ) adalah suatu besaran turunan yang diperoleh dengan membagi massa suatu benda atau zat dengan volumnya. Secara matematis massa jenis ditulis:

Keterangan: ρ adalah massa jenis; m adalah massa; V adalah volume.

Satuan massa jenis dalam ‘CGS [centi-gram-sekon]‘ adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3)

Contoh Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3

Penerapan: Dalam pengukuran massa jenis suatu benda adalah mengukur massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.

Contohnya begini… ada 2 Handphone yang ukuran Volumenya sama, ternyata HP A massanya lebih besar dari HP B. Setelah kita cek fisiknya HP B cuman Casingnya saja sehingga tengahnya kosong sehingga massa yang terukur lebih ringan. Dengan kata lain, HP A lebih padat/lebih berisi/ lebih rapat penyusunnya dari HP B. Dengan demikian massa jenis HP B lebih besar dari massa jenis HP A.  begitu…

Contoh lain: kalau manusia mungkin begini, kita lihat ada orang yang fostur tubuhnya sama “katakanlah volumenya sama”. tetapi setelah ditimbang, keduanya memiliki massa yang berbeda. kita bisa mengatakan si A lebih berisi dari pada si B atau Massa jenis si A lebih besar dari si B

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

Berikut tabel beberapa massa jenis zat

Nama zat ρ dalam kg/m3 ρ dalam gr/cm3
Air (4 derajat Celcius) 1.000 kg/m3 1 gr/cm3
Alkohol 800 kg/m3 0,8 gr/cm3
Air raksa 13.600 kg/m3 13,6 gr/cm3
Aluminium 2.700 kg/m3 2,7 gr/cm3
Besi 7.900 kg/m3 7,9 gr/cm3
Emas 19.300 kg/m3 19,3 gr/cm3
Kuningan 8.400 kg/m3 8,4 gr/cm3
Perak 10.500 kg/m3 10,5 gr/cm3
Platina 21.450 kg/m3 21,45 gr/cm3
Seng 7.140 kg/m3 7,14 gr/cm3
Udara (27 derajat Celcius) 1,2 kg/m3 0,0012 gr/cm3
Es 920 kg/m3 0,92 gr/cm3

Hukum Newton

Hukum 1 Newton

Hukum 1 Newton berbunyi:

Benda yang dalam keadaan diam akan mempertahankan keadaannya untuk tetap diam dan benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan cenderung mempertahankan keadaannya untuk bergerak lurus beraturan dalam arah yang sama selama tidak ada gaya yang bekerja padanya”.

Penerapannya:

  • Penumpang akan serasa terdorong kedepan saat mobil yang bergerak cepat direm mendadak.
  • Koin yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas ditarik secara cepat.
  • Ayunan bandul sederhana.
  • Pemakaian roda gila pada mesin mobil.


Hukum II Newton

Hukum II Newton berbunyi

“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya dan erbanding terbalik dengan massa benda”.

Penerapannya:

  • Mobil yang melaju dijalan raya akan mendapatkan percepatan yang sebanding dengan gaya dan berbading terbalik dengan massa mobil tersebut

Secara matematis hukum II Newton dinyatakan sebagai berikut :

F = m . a

dimana,
F = gaya (N).
m = massa benda (kg).
a = percepatan benda (m/s2).

Hukum III Newton

Hukum III Newton berbunyi

“Jika A mengerjakan gaya pada B, maka B akan mengerjakan gaya pada A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”.

Persamaan Hukum III Newton di atas juga bisa kita tulis sebagai berikut :

Faksi = -Freaksi

Penerapannya:

  • Adanya gaya gravitasi
  • Peristiwa gaya magnet
  • Gaya listrik


Ciri gaya aksi – reaksi :
* besarnya sama.
* arah berlawanan.
* bekerja pada benda yang berlainan.

 

 

Sifat Partikel dari Cahaya Efek Fotolistrik

Pernahkah kamu melihat pelangi? Pernahkah kamu melihat warna-warni di jalan aspal yang basah? Pelangi terjadi akibat dispersi cahaya matahari pada titik-titik air hujan. Adapun warna-warni yang terlihat di jalan beraspal terjadi akibat gejala interferensi cahaya. Gejala dispersi dan interferensi cahaya menunjukkan bahwa cahaya merupakan gejala gelombang. Gejala difraksi dan polarisasi cahaya juga menunjukkan sifat gelombang dari cahaya.

Ini adalah gambar pola warna-warni di atas aspal basah yang dikenai bensin terjadi akibat interferensi cahaya

Gejala fisika yang lain seperti spektrum diskrit atomik, efek fotolistrik, dan efek Compton menunjukkan bahwa cahaya juga dapat berperilaku sebagai partikel. Sebagai partikel cahaya disebut dengan foton yang dapat mengalami tumbukan selayaknya bola.

Teori Relativitas Khusus

Ada dua alasan mengapa teori ini dibahas. Pertama, Albert Einstein (1879 – 1955) membuat penafsiran yang sama sekali baru, yang menandai berakhirnya kejayaan fisika klasik. Einstein (diucapkan: ainsytain) mengubah secara revolusioner cara memandang atau menafsirkan hasil observasi Albert Abraham Michelson (1852 – 1931). Alasan yang kedua, ialah mencoba memperkenalkan kepada para pembaca yang kebetulan kurang begitu senang pada persamaan-persamaan dan rumus-rumus, karena tidak mempunyai latar belakang penguasaan matematika, utamanya kalkulus tensor.

Dalam tahun 1687 Sir Isaac Newton (1642 – 1727) memformulasikan sebuah teori yang dikenal dengan Prinsip Relativitas Newton, yang demikian bunyinya: Gerak benda-benda dalam suatu sistem akan sama keadaannya, apakah sistem itu dalam keadaan diam, ataupun dalam keadaan bergerak lurus beraturan. Newton menyertai teorinya ini dengan keyakinan tentang adanya sebuah sistem yang diam secara mutlak, jauh di dalam pusat alam yang menjadi titik pusat alam semesta. Mengapa Newton harus yakin dan menganggap perlu benar tentang adanya pusat alam semesta yang diam secara mutlak itu, ialah untuk dijadikan koordinat mutlak yang menjadi landasan bagi setiap benda yang bergerak.

Sejalan dengan perkembangan pemikiran tentang masalah sistem koordinat mutlak dalam mekanika klasik itu, pada pihak lain di bidang fisika klasik terjadi pula proses pemikiran mengenai penafsiran cahaya. Dalam tahun 1690 Christian Huygens (1629 – 1695) mengemukakan sebuah teori bahwa cahaya itu suatu sistem gelombang. Gelombang itu pada hakekatnya adalah getaran yang menjalar. Jadi harus ada zat yang bergetar, padahal ruang semesta itu vakum. Lahirlah hipotesa Aether, zat halus yang mengisi penuh alam semesta yang menjadi medium tempat gelombang cahaya itu dapat menjalar.

Kemudian timbullah pemikiran untuk menjadikan Aether itu sistem koordinat mutlak yang dicari-cari Newton itu. Dalam tahun 1881 Albert Abraham Michelson (1852 – 1931) melakukan percobaan dengan alat interferemeter. Ia ingin mengetahui berapa kecepatan bumi terhadap sistem koordinat mutlak Aether itu. Percobaan itu diulangi lagi bersama-sama dengan Morley dalam tahun 1887, sehigga percobaan itu lebih dikenal dengan percobaan Michelson-Morley. Hasil percobaan Michelson-Morley menunjukkan bahwa kecepatan bumi terhadap Aether adalah nol, Jadi bumi sama sekali tidak bergerak terhadap Aether yang diam secara mutlak itu. Para pakar terperanjat, kecewa, bahkan ada yang demikian bingungnya sehingga ingin memutar kembali jarum jam ke tiga abad yang silam, kembali ke faham geosentris, bumi sebagai pusat alam. Ilmu fisika menjelang akhir abad ke 19 menemui jalan buntu.

Walaupun Einstein tidak pernah (atau mungkin sudah pernah?) membaca S. Yasin 40 Kullun fiy Falakin Yasbahuwna, tiap-tiap sesuatu berenang dalam jalurnya, Einstein bertolak dari pandangan tidak ada sistem koordinat yang diam secara mutlak. Semua benda bergerak relatif antara satu dengan yang lain. Kemudian Einstein menunjuk kepada fenomena alam yang didapatkan oleh FitzGerald. Apabila kita memegang sebuah batang apa saja di bumi ini dan batang itu letaknya melintang terhadap gerak bumi, lalu tiba-tiba kita mengubah letak batang tersebut membujur jadi searah dengan gerak bumi, maka batang itu akan mengalami perpendekan. Gejala ini disebut kontraksi FitzGerald. Atas dasar penemuan Fitzgerald, Hendrik Anton Lorentz (1853 – 1928) dengan dibantu oleh Larmor, dalam tahun 1900 membuat kalkulasi matematis yang disebut dengan transformasi Lorentz.

Eintein membuat penafsiran atas hasil percobaan interferemeter Michelson-Morley sebagai berikut:

  1. Kecepatan cahaya invarian, tidak terpengaruh oleh gerak pengamat dan benda yang diamati,
  2. Interval waktu dan interval ruang relatif tergantung dari keadaan gerak pengamat dan benda yang diamati. (Invarian maksudnya laju cahaya itu tetap terhadap sistem apa saja. Jadi kecepatan cahaya terhadap bumi, atau terhadap bulan, atau terhadap matahari tetap 299 792 km/detik).

Relatifnya waktu ada dua jenis. Pertama, yang berhubungan dengan yang dapat disentuh oleh jisim (tubuh kasar) manusia melalui hasil pengukuran instrumen. Dalam hal ini waktu itu relatif tergantung dari keadaan gerak pengamat dan substansi yang diamati. Kedua, yang berhubungan dengan perasaan dalam jiwa (tubuh halus) manusia. Waktu relatif tergantung dari keadaan jiwa, jika dalam keadaan senang, rasanya sebentar, namun kalau menunggu sesuatu, rasanya lama.

Einstein memperkembang pernyataan (2) di atas, yang disimpulkan dari hasil transformasi Lorentz, bahwa massa bendapun sama keadaanya dengan waktu dan ruang yaitu relatif tergantung pada keadaan gerak benda. Hasil akhir Teori Relativitas Khusus menunjukkan adanya hubungan antara energi dan massa. Tenaga kinetis tidak lagi dinyatakan dalam pernyataan yang umum dikenal dalam mekanika klasik, E = ½ mv2, melainkan dalam bentuk deret:

E = mc2 + ½ m v2 + (3/8) m(v4/c2) + …….

Jika v sangat kecil dibandingkan dengan c, maka suku yang ketiga dan seterusnya dapat diabaikan, dan yang tinggal adalah suku pertama dan kedua. Suku yang kedua kita telah kenal betul dalam mekanika klasik seperti yang telah dituliskan rumusnya di atas, E = ½ mv2, sedangkan suku yang pertama baru kita kenal. Pernyataan mc2 tidak tergantung dari kecepatan benda, sebab itu disebut energi diam (rest energy). Dengan memperhatikan transformasi Lorentz, akan diperoleh hasil, jika energi kinetis suatu sistem berkurang, energi diamnya akan bertambah, dan dengan demikian beberapa dari massa diam dari sistem itu harus bertambah. Kesimpulannya ialah terdapat kesetaraan antara energi dengan massa:

E = mc2

Inilah hasil akhir yang penting dari Teori Relativitas Khusus. Pernyataan kesetaraan antara energi dan massa di atas itu baru dapat dibuktikan kebenarannya setelah Otto Hahn (1879 – ? ) bersama-sama dengan Lise Meitner (1878 – ? ) dalam tahun 1939 berhasil memecahkan inti atom dalam laboratorium Institut Kaisar Wilhelm di Berlin. Dengan diungkapkannya proses transformasi nuklir hasil gempuran unsur-unsur oleh partikel-partikel alpha, proton, deuteron dan sinar gamma, pernyataan kesetaraan antara energi dengan massa dari Einstein itu telah terbukti secara ujicoba dengan kadar ketelitian yang tinggi. WaLlahu A’lamu bi shShawab.

Sifat Partikel dari Cahaya: Efek Compton

Pada efek fotolistrik, cahaya dapat dipandang sebagai kuantum energi dengan energi yang diskrit. Kuantum energi tidak dapat digambarkan sebagai gelombang tetapi lebih mendekati bentuk partikel. Partikel cahaya dalam bentuk kuantum dikenal dengan sebutan foton. Pandangan cahaya sebagai foton diperkuat lagi melalui gejala yang dikenal sebagai efek Compton.

Jika seberkas sinar-X ditembakkan ke sebuah elektron bebas yang diam, sinar-X akan mengalami perubahan panjang gelombang dimana panjang gelombang sinar-X menjadi lebih besar. Gejala ini dikenal sebagai efek Compton, sesuai dengan nama penemunya, yaitu Arthur Holly Compton.


Sinar-X digambarkan sebagai foton yang bertumbukan dengan elektron (seperti halnya dua bola bilyar yang bertumbukan). Elektron bebas yang diam menyerap sebagian energi foton sehingga bergerak ke arah membentuk sudut terhadap arah foton mula-mula. Foton yang menumbuk elektron pun terhambur dengan sudut θ terhadap arah semula dan panjang gelombangnya menjadi lebih besar. Perubahan panjang gelombang foton setelah terhambur dinyatakan sebagai

Dimana m adalah massa diam elektron, c adalah kecepatan cahaya, dan h adalah konstanta Planck.

Arthur Holly ComptonArthur Holly Compton

Tips Belajar Fisika

Belajar Fisika itu, sama saja dengan belajar yang lainnya. Yang membedakan hanyalah bidang yang dipelajarinya. Fisika memang lebih banyak berurusan dengan ilmu fisik. Belajar fisika bisa dibuat mudah, atau minimal dibuat menyenangkan. Bagaimana caranya?

Berikut tips dan trik belajar fisika agar menyenangkan lebih mudah dipahami :

1. Mulai belajar fisika kalau badan sudah merasa rileks.
Kalau badan dalam keadaan rileks, kita merasa lebih tenang dan nyaman untuk melakukan aktifitas, terutama belajar. Banyak hal bisa dilakukan untuk membangkitkan suasana rileks.

2. Baca dulu ceritanya, jangan langsung pergi ke rumus.
Jangan salah. Fisika pun ada ceritanya. Dalam hal ini, cerita yang dimaksud adalah latar belakang rumus-rumus tersebut, asumsi-asumsi yang dipakai. Biasanya, rumus2 fisika di buku yang kelihatannya sangat rumit sebenarnya berasal dari konsep yang sederhana.

3. Dimengertilah dahulu alur rumus dari konsep awal sampai menjadi rumus akhir.
Tujuannya adalah supaya kamu mengerti darimana rumus-rumus itu berasal, semenjak konsep yang mendasarinya sampai menjadi rumus akhir. Setelah kamu mengerti rumus tersebut, adalah hal yang sangat mudah untuk menghapal rumus tersebut.

4. Latihan soal-soal.
Udah mengerti konsepnya, sekarang saatnya maju ke ‘medan perang’. Ada soal latihan di setiap akhir bab, bantai aja itu soal-soal. Jangan biarkan ada musuh tersisa. Musuh menyerah kalah dan kamulah pemenangnya.

Buku-buku fisika yang kamu punya sedikit banyak juga berpengaruh terhadap seberapa banyak kamu mengerti. Masalahnya, beberapa buku fisika yang beredar hanya menyatakan rumus2 saja, tanpa menjelaskan konsep di belakang rumus-rumus tersebut. Hal ini  hanya akan membingungkan untuk dipelajari, karena kita hanya akan memaksakan otak kita untuk menghapal daripada mengerti. Tanpa pengertian, kamu hanya akan melupakan rumus-rumus tersebut dalam 2-3 hari.

Seperti kata pepatah, “Tell them, they will forget. Show them, they will know. Involve them, they will understand”. Semakin banyak kamu terlibat, semakin banyak kamu mengerti.

Begitulah, belajar fisika itu menyenangkan. Kalau sudah tau selahnya, mudah untuk mengimplementasikannya.

Selamat belajar fisika!

Rumus Fisika

1. Massa Jenis

ρ = m / v

Keterangan :

  • ρ = Massa jenis (kg/m3) atau (g/cm3)
  • m = massa (kg atau gram)
  • v = volume (m3 atau cm3)

2. USAHA DAN ENERGI

 W = F \times S

 W = \int F dx = \int m v {\operatorname{d}v\over\operatorname{d}x} = \int m v dv

Keterangan:

  • W = usaha (newton meter atau Joule)
  • F = gaya (newton)
  • S = jarak (meter)

Usaha yang dilakukan oleh pegas:

 W = \frac {1}{2} \times k \times x^2

Keterangan:

  • W = usaha (newton meter atau Joule)
  • k = konstanta pegas (Newton/m2)
  • x = pertambahan panjang pegas (meter)

3. PERIODE dan FREKUENSI GETARAN

Periode Getaran

T=\frac{t}{n}
Dengan ketentuan:

  • \!T = Periode (sekon)
  • \!t = Waktu (sekon)
  • \!n = Jumlah getaran

Frekuensi Getaran

\!f=\frac{n}{t}
Dengan ketentuan:

  • \!f = Frekuensi (Hz)
  • \!n = Jumlah getaran
  • \!t = Waktu (sekon)

 

Periode Getaran

\!T=\frac{1}{f}
Dengan ketentuan:

  • \!T = periode getaran (sekon)
  • \!f = frekuensi(Hz)

Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran

Besar periode berbanding terbalik dengan frekuensi.

  • \!T=\frac{1}{f}
  • \!f=\frac{1}{T}

Dengan ketentuan:

  • \!T = periode (sekon)
  • \!f = frekuensi (Hz)

Gelombang

Gelombang berjalan

Persamaan gelombang:

y = A \sin 2\pi (ft \pm \frac {x} {\lambda})

Keterangan:

  • A: amplitudo (m)
  • f: frekuensi (Hz)
  •  \lambda : panjang gelombang (m)

4. ALAT OPTIK

Lup (Kaca Pembesar)

Pembesaran bayangan saat mata berakomodasi maksimum

\!M=\frac{Sn}{f}+1

Dengan ketentuan:

  • \!M = Pembesaran
  • \!Sn = Titik dekat (cm)
  • \!f = Fokus lup (cm)

Pembesaran bayangan saat mata tidak berakomodasi

\!M=\frac{Sn}{f}

Dengan ketentuan:

  • \!M = Pembesaran
  • \!Sn = Titik dekat (cm)
  • \!f = Fokus lup (cm)

Mikroskop

Proses pembentukan bayangan pada mikroskop

Pembesaran mikroskop adalah hasil kali pembesaran lensa objektif dan pembesaran lensa okuler, sehingga dirumuskan:

M_{mik}=M_{ob}\times M_{ok}
Karena lensa okuler mikroskop berfungsi seperti lup, pembesaran mikroskop dirumuskan sebagai berikut:

Pembesaran Mikroskop pada saat mata berakomodasi maksimum

M_{mik}=M_{ob}\times(\frac{Sn}{f_{ok}}+1)=(\frac{S'_{ob}}{S_{ob}})\times(\frac{Sn}{f_{ok}}+1)

Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:

d=S'_{ob}+S_{ok}=S'_{ob}+\frac{Sn\times f_{ok}}{Sn+f_{ok}}

Dengan ketentuan:

  • \!M_{mik} = Pembesaran mikroskop
  • \!M_{ob} = Pembesaran oleh lensa objektif
  • \!Sn = Titik dekat mata
  • \!f_{ok} = Jarak fokus lensa okuler
  • \!S'_{ob} = jarak bayangan oleh lensa objektif
  • \!S_{ob} = jarak benda di depan lensa objektif
  • \!d = jarak lensa objektif dan lensa okuler

Pembesaran Mikroskop pada saat mata tidak berakomodasi

M_{mik}=M_{ob}\times \frac{Sn}{f_{ok}}=\frac{S'_{ob}}{S_{ob}}\times \frac{Sn}{f_{ok}}

Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:

d=S'_{ob}+f_{ok}\,\!

Dengan ketentuan:

  • \!M_{mik} = Pembesaran mikroskop
  • \!M_{ob} = Pembesaran oleh lensa objektif
  • \!Sn = Titik dekat mata
  • \!f_{ok} = Jarak fokus lensa okuler
  • \!S'_{ob} = jarak bayangan oleh lensa objektif
  • \!S_{ob} = jarak benda di depan lensa objektif
  • \!d = jarak lensa objektif dan lensa okuler

Teropong Bintang

Pembesaran Teropong Bintang pada saat mata tidak berakomodasi

M=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}

Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:

d=f_{ob}+f_{ok}\,\!

Dengan ketentuan:

  • \!d = Jarak lensa objektif dan lensa okuler
  • \!M = Pembesaran teropong bintang
  • \!f_{ob} = Jarak fokus lensa objektif
  • \!f_{ok} = Jarak fokus lensa okuler

Pembesaran Teropong Bintang pada saat mata berakomodasi maksimum

M=\frac{f_{ob}}{S_{ok}}

Agar mata berakomodasi maksimum, jarak lensa objektif dan lensa okuler dirumuskan:

d=f_{ob}+s_{ok}\,\!
Dengan ketentuan:

  • \!M = Pembesaran teropong bintang
  • \!f_{ob} = Jarak fokus lensa objektif
  • \!s_{ok} = jarak benda di depan lensa okuler

Teropong Bumi

Pembesaran Teropong Bumi

M=\frac{f_{ob}}{f_{ok}}

Dengan ketentuan:

  • \!M = Pembesaran teropong bumi
  • \!f_{ob} = Jarak fokus lensa objektif
  • \!f_{ok} = Jarak fokus lensa okuler

Jarak lensa objektif dan lensa okuler

d=f_{ob}+4f_p+f_{ok}\,\!

Dengan ketentuan:

  • \!d = Jarak lensa objektif dan lensa okuler
  • \!f_{ob} = Jarak fokus lensa objektif
  • \!f_p = Jarak fokus lensa pembalik
  • \!f_{ok} = Jarak fokus lensa okuler

5. IMPULS DAN MOMENTUM

Momentum

 p = m \times v
Keterangan:

  • p = momentum (kg m/s)
  • m = massa benda (kg)
  • v = kecepatan benda (m/s)

Impuls

Impuls merupakan perubahan momentum.
Keterangan:

  • I = impuls
  •  \vartriangle p = perubahan momentum (kg m/s)
= perubahan selang waktu (s)
  • F = gaya (Newton)

6. GERAK

Gerak lurus beraturan

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah suatu gerak lurus yang mempunyai kecepatan konstan. Maka nilai percepatannya adalah a = 0. Gerakan GLB berbentuk linear dan nilai kecepatannya adalah hasil bagi jarak dengan waktu yang ditempuh.

Rumus:

\!v=\frac{s}{t}

Dengan ketentuan:

  • \!s = Jarak yang ditempuh (m, km)
  • \!v = Kecepatan (km/jam, m/s)
  • \!t = Waktu tempuh (jam, sekon)

Catatan:

  1. Untuk mencari jarak yang ditempuh, rumusnya adalah \!s=\!v\times\!t.
  2. Untuk mencari waktu tempuh, rumusnya adalah \!t=\frac{s}{v}.
  3. Untuk mencari kecepatan, rumusnya adalah \!v=\frac{s}{t}.

Kecepatan rata-rata

Rumus:

\!v=\frac{s_{total}}{t_{total}} = \frac {V_{1} \times t_{1} + V_{2} \times t_{2} + ... + V_{n} \times t_{n}} {t_{1} + t_{2} + ... + t_{n}}

Gerak lurus berubah beraturan

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatannya yang berubah beraturan.

Percepatannya bernilai konstan/tetap.

Rumus GLBB ada 3, yaitu:

  • \!v_{t}=\!v_{0}+\!a\times\!t

 

  • \!s=\!v_{0}\times\!t+\frac{1}{2}\times\!a\times\!t^2

 

  • \!v_{t}^2=\!v_{0}^2+\!2\times\!a\times\!s

Dengan ketentuan:

  • \!v_{0} = Kecepatan awal (m/s)
  • \!v_{t} = Kecepatan akhir (m/s)
  • \!a = Percepatan (m/s2)
  • \!s = Jarak yang ditempuh (m)

Gerak vertikal ke atas

Benda dilemparkan secara vertikal, tegak lurus terhadap bidang horizontal ke atas dengan kecepatan awal tertentu. Arah gerak benda dan arah percepatan gravitasi berlawanan, gerak lurus berubah beraturan diperlambat.

Peluru akan mencapai titik tertinggi apabila Vt sama dengan nol.

t_{\text{maks}}= \frac {Vo} {g}

h= \frac {Vo^2} {2g}

t= {2} \times {t_{\text{maks}}}

{V_{\text{t}}^2}= V_{\text{0}}^2 - 2 \times{g} \times{h}

Keterangan:

  • Kecepatan awal= Vo
  • Kecepatan benda di suatu ketinggian tertentu= Vt
  • Percepatan /Gravitasi bumi: g
  • Tinggi maksimum: h
  • Waktu benda mencapai titik tertinggi: t maks
  • Waktu ketika benda kembali ke tanah: t

Gerak jatuh bebas

Benda dikatakan jatuh bebas apabila benda:

  • Memiliki ketinggian tertentu (h) dari atas tanah.
  • Benda tersebut dijatuhkan tegak lurus bidang horizontal tanpa kecepatan awal.

Selama bergerak ke bawah, benda dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi (g) dan arah kecepatan/gerak benda searah, merupakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat.

v= \sqrt{2gh}

t= \sqrt{2h/g}

Keterangan:

  • v = kecepatan di permukaan tanah
  • g = gravitasi bumi
  • h = tinggi dari permukaan tanah
  • t = lama benda sampai di tanah

Gerak vertikal ke bawah

Benda dilemparkan tegak lurus bidang horizontal arahnya ke bawah.

Arah percepatan gravitasi dan arah gerak benda searah, merupakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat.

Vt= {Vo} + g \times t

Vt^2= {Vo^2} + 2 \times g \times h

Keterangan:

  • Vo = kecepatan awal
  • Vt = kecepatan pada ketinggian tertentu dari tanah
  • g = gravitasi bumi
  • h = tinggi dari permukaan tanah
  • t = waktu

Gerak melingkar

Gerak dengan lintasan berupa lingkaran.

Circular motion diagram.png

Dari diagram di atas, diketahui benda bergerak sejauh ω° selama  t sekon, maka benda dikatakan melakukan perpindahan sudut.

Benda melalukan 1 putaran penuh. Besar perpindahan linear adalah  2 \pi r atau keliling lingkaran. Besar perpindahan sudut dalam 1 putaran penuh adalah  2 \pi radian atau 360°.

 2 \pi rad = 360^\circ

 1 rad = \frac {360^\circ} {2 \pi} = \frac {180^\circ} {\pi} = 57,3^\circ

Perpindahan sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut

Perpindahan sudut adalah posisi sudut benda yang bergerak secara melingkar dalam selang waktu tertentu.

 \theta = \omega \times t

Keterangan:

  •  \theta = perpindahan sudut (rad)
  •  \omega = kecepatan sudut (rad/s)
  • t = waktu (sekon)

Kecepatan sudut rata-rata ( \overline{\omega} ): perpindahan sudut per selang waktu.

 \overline{\omega} = \frac {\vartriangle\theta} {\vartriangle t} = \frac {\theta_{2} - \theta_{1}} {t_{2} - t_{1}}

Percepatan sudut rata-rata ( \alpha ): perubahan kecepatan sudut per selang waktu.

 \alpha = \frac {\vartriangle\omega} {\vartriangle t} = \frac {\omega_{2} - \omega_{1}} {t_{2} - t_{1}}

 \alpha  : Percepatan sudut (rad/s2)

Percepatan sentripetal

Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran.

Percepatan sentripetal tidak menambah kecepatan, melainkan hanya untuk mempertahankan benda agar tetap bergerak melingkar.

 A_{s} = \frac {v^2} {r} = \omega^2 r

Keterangan:

  • r : jari-jari benda/lingkaran
  • As: percepatan sentripetal (rad/s2)

Gerak parabola

Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal. Pada gerak parabola, gesekan diabaikan, dan gaya yang bekerja hanya gaya berat/percepatan gravitasi.

Gerak parabola.png

Pada titik awal,

Vo_{x} = Vo \times \cos \alpha

Vo_{y} = Vo \times \sin \alpha

Pada titik A (t = ta):

Va_{x} = Vo_{x} = Vo \times \cos \alpha

Va_{y} = Vo_{y} - g \times t_{a}

Letak/posisi di A:

X_{a} = Vo_{x} \times t_{a}

Y_{a} = Vo_{y} \times t_{a} - 1/2 g {t_{a}^2}

Titik tertinggi yang bisa dicapai (B):

h_{max} = \frac {{(Vo\times\sin\alpha})^2} {2g} = \frac {{(Vo^2\times\sin^2\alpha})} {2g}

Waktu untuk sampai di titik tertinggi (B) (tb):

 V_{y}=0

 V_{y}= Vo_{y} - g t

 0= Vo \sin \alpha - g t

t_{b} = \frac {{(Vo\times\sin\alpha})} {g} = \frac {Vo_{y}} {g}

Jarak mendatar/horizontal dari titik awal sampai titik B (Xb):

X_{b} = Vo_{x} \times t_{b}

X_{b} = Vo \cos \alpha \times (\frac {{(Vo\times\sin\alpha})} {g})

X_{b} = \frac {{Vo^2} \times \sin 2\alpha} {2g}

Jarak vertikal dari titik awal ke titik B (Yb):

Y_{b} = \frac {Vo_{y}^2} {2g}

Y_{b} = \frac {{Vo^2} \times \sin^2 \alpha} {2g}

Waktu untuk sampai di titik C:

t_{total} = \frac {{(2 Vo\times\sin\alpha})} {g} = \frac {2 Vo_{y}} {g}

Jarak dari awal bola bergerak sampai titik C:

X_{maks} = Vo{x} \times t_{total}

X_{maks} = Vo \times \cos \alpha \times \frac {{(2 Vo\times\sin\alpha})} {g}

X_{maks} = \frac {{Vo^2} \times \sin 2\alpha} {g}

 

7. PEMUAIAN

Muai panjang

Rumus:

\!L_{t}=\!L_{0}(\!1+\alpha\times\Delta t)

  • \!L_{t} = panjang akhir (m, cm)
  • \!L_{0} = panjang awal (m, cm)
  • \alpha = koefisien muai panjang (/°C)
  • \Delta t = perbedaan suhu (°C)

Muai volume

Rumus:

\!V_{t}=\!V_{0}(\!1+\gamma\times\Delta\!t)

Keterangan:

  • \!V_{t} = volume akhir (m3, cm3)
  • \!V_{0} = volume awal (m3, cm3)
  • \gamma = \!3\alpha = koefisien muai volume (/°C)
  • \Delta t = selisih suhu (°C)

Muai luas

Rumus:

\!A_{t}=\!A_{0}(\!1+\beta\times\Delta t)

Keterangan:

  • \!A_{t} = luas akhir (m2, cm2)
  • \!A_{0} = luas awal (m2, cm2)
  • \beta = \!2\alpha = koefisien muai luas (/°C)
  • \Delta t = selisih suhu (°C)