sejarah perkembangan fisika

SEJARAH
PERKEMBANGAN

Muhammad Hilal Sudarbi

1 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, karena atas segala penyelenggaraan-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan dan peunilasn buku ini ini dengan baik,
teristimewah kepada Dosen Pengasuh Mata Kuliah Sejarah Fisika Ibu Yusnianti S.Si, M.Pd
yang telah memberikan tugas dan tannggung jawab terhadap penulis sebagai mahasiswa untuk
membuat buku ini.

Fisika merupaka ilmu fundamental yang menjadi tulang puungggung bagi perkembangn
ilmu pengetahuan dan teknoloi. Kontribusi fisika pada disiplin ilmu lain mendorong laju
perkembangan cabang-cabang ilmu baru, bahkan sampai menyentuh sendi-sendi ilmu ekonomi
yang ditandai dengan munculnya cabang ilmu baru

Buku Sejarah Perkembangan Sejarah Fisika ini tersusun sangat sederhana dan sistematis.
Sajian materi yang terdapat didalamnya disusun sedemikian rupa sehingga diharapkan pembaca
akan lebih mudah, dalam memahami materi yang disajikan, mulai dari perkembangan fisika
klasik, modern, mekanika, ilmu panas, optik dan astronomi

Penulis menyadari makalah ini jauh dari kata sempurna, masih banyak lubnag yang
terliang dan masih banyak rong yangg teranagh. Oleh karena itu, adalah suatu kehormatan besar
bagi penulis untuk semua saran, koreksi dan kritikan dari pembaca yang bersifat membangun
guna kebaikan dalam penulisan di kemudian hari. Akhir kata, semoga buku ini dapat bermanfaat
bagi pembaca maupun penulis sendiri, sebagai ilmuwan dan pendidik masa depan bangsa.
Semoga ada buku ini dapat membantu semua golongan dalam mengembangkan pengetahuan
mengenai Sejarah perkembangan Fisika.

Diakhir kata, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada kedua orang tua saya sebagai
cerminan kehidupan saya, yang banyak memotivasi untuk berkreasi, subanagn finansial dan
dukungan moril, Rezki Afifah sebaga calon pendamping hidup untuk semangat dan dukunganya
disegala aspek pembuatan buku ini, dan teman-teman prodi Pendidikan Fisika Undana angkatan
2015 untuk kritikan serta solusi. Terima kasih kepada pihak-pihak yang membantu dalam
menyelesaikan pembuatan buku ini.

Kupang, 20 April 2015

Muhammad Hilal Sudarbi

2 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Daftar Isi
Kata Pengantar .......................................................................................................................2
Daftar Isi ..................................................................................................................................3
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................................4

A. Latar Belakang............................................................................................................4
B. Tujuan..........................................................................................................................5
BAB II PEMBAHASAN.........................................................................................................6
A. Penadahuluan..............................................................................................................6
B. Perkembangan Fisika Klasik .....................................................................................6
C. Perkembangan Fisika Modern ..................................................................................10
D. Perkembangan Fisika Mekanika...............................................................................11
E. Perkembangan Fisika Ilmu Panas.............................................................................13
F. Perkembangan Fisika Optik ......................................................................................23
G. Perkembangan Fisika Astronomi..............................................................................23
BAB III EVALUASI
A. Soal ...............................................................................................................................4
B. Kunci Jawaban............................................................................................................5
BAB III PENUTUP.................................................................................................................24
A. Kesimpulan..................................................................................................................24

DAFTAR PUSTAKA

3 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

LATAR BELAKANG

Fisika merupakan salah satu ilmu pengetahuan terpenting dalam peradaban manusia,
fisika memang menempati posisi yang terbilang istimewa dalam kehidupan manusia. Fenomena
dalam kehidupan ini sangatlah menarik rasa ingin tahu manusia. Sebuah bukti adalah adanya
sejarah para ilmuan yang mencoba untuk mengamati dan mempelajari fenomena alam tersebut.
Dalam bergulirnya waktu, tidak bisa dipungkiri bahwa ilmu fisika mengalami banyak
perkembangan dalam berbagai bidang. Bidang tersebut diantaranya adalah bidang fisika klasik
dan fisika modern, bidang panas dan mekanika serta bidang optik dan astronomi. Perjalanaan
waktu yang panjang itulah yang menyediakan sumber ilmu yang dipakai sekarang. Namun
kenyataan bahwa sampai sekarang masih dilakukan penelitian untuk menyempurnakan ilmu itu
sendiri.

Sejak jaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda: mengapa
objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda memiliki properti yang
berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya, seperti bentuk bumi dan sifat dari
objek celestial seperti matahari dan bulan. Sejarah fisika dimulai pada tahun sekitar 2400 SM,
ketika kebudayaan Harappan menggunakan suatu benda untuk memperkirakan dan menghitung
sudut bintang di angkasa, memperjelas pandangan,menyikapi perubahan suhu, menyikapi benda
yang selalu jatuh ke bawah. Sejak saat itu fisika terus berkembang sampai ke level sekarang.
Perkembangan ini tidak hanya membawa perubahan di dalam bidang dunia benda, matematika
dan filosofi namun juga, melalui teknologi, membawa perubahan ke dunia sosial masyarakat.
Ilmu yang berkembang inilah yang perlu dikaji dalam pengkajian ini

4 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Berbeda dengan zaman sekarang, perkembangan fisika pada zaman sekarang begitu pesat
seiring dengan temuan temuan terbaru seperti penemuan akan pengobservasian fenomena-
fenomena alam dengan alat-alat canggih. Mengkaji ilmu fisika adalah hal yang sangat menarik,
sehingga menjadikan perkembangan ilmu sejarah berjalan dan selalu berkembang, sehingga
dalam mempelajarinya perlu di ketahui sejarah fisika itu sendiri.

Sejarah fisika sangat penting untuk dipelajari, terutama dalam hubungannya dengan kegiatan
pembelajaran di sekolah. Sejarah fisika sepanjang yang telah diketahui dimulai pada tahun
sekitar 2400 SM, ketika kebudayaan harapan menggunakan suatu benda untuk memperkirakan
dan menghitung sudut bintang di angkasa. Sejak saat itu fisika terus berkembang sampai
sekarang. Perkembangan ini tidak hanya membawa perubahan didalam bidang dunia benda,
matematika dan filosofi, namun juga melalui teknologi membawa perubahan dalam dunia
masyarakat.

Revolusi ilmu yang berlangsungterjadi pada sekitar tahun 1600 dapat dikatakan menjadi
batas antara pemikiran purba dan lahirnya fisika klasik. Dan akhirnya berlanjut ke tahun 1900
yang menandakan mulai berlangsungnya era baru (era fisika modern). Oleh karena itu kita perlu
mempelajari tiap perkembangan ilmu fisika tiap periodenya.

5 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

TUJUAN

1. Mengatahui dan memahami sejarah perkembangan fisika klasik
2. Mengetahui kronologi perkembangan fisika modern
3. Mengetahui sejarah perkembangan ilmu mekanika beserta para ahli
4. Mengetahui sejarah perkembangan ilmu panas
5. Mengetahui sejarah perkembangan ilmu optik
6. Mengetahui sejarah perkembangan ilmu astronomi

6 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Pendahuluan

Fisika adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari
gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan
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.

Ilmu fisika merupakan ilmu yang snaagt fundamental dalam perkembangan peradaban
dunia modern. Dalam perkembangannya, ilmu fisika mencakup berbagai macam sub-sub ilmu
pengetahuan. Diantaranya mulai dari perkembangan fisika klasik, modern, mekanika, ilmu
panas, optik dan astronomi mempunyai peranan yang penting atau pengaruh yang sangat besar
dalam perkembangan ilmu fisika. Berbagai macam teknologi modern dibuat berdasarkan teori
dan ilmu yang ada dalam dunia fisika

Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem
materi yang ada, seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai
hukum fisika. Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar", karena setiap ilmu alam
lainnya (biologi, kimia, 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 mekanika kuantum, termodinamika, dan
elektromagnetika.

Sejak jaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda: mengapa
objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda memiliki properti yang
berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya, seperti bentuk bumi dan sifat dari
objek celestial seperti matahari dan bulan. Sejarah fisika dimulai pada tahun sekitar 2400 SM,
ketika kebudayaan Harappan menggunakan suatu benda untuk memperkirakan dan menghitung
sudut bintang di angkasa. Sejak saat itu fisika terus berkembang sampai ke level sekarang.

7 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Perkembangan ini tidak hanya membawa perubahan di dalam bidang dunia benda,
matematika dan filosofi namun juga, melalui teknologi, membawa perubahan ke dunia sosial
masyarakat. Revolusi ilmu yang berlangsung terjadi pada sekitar tahun 1600 dapat dikatakan
menjadi batas antara pemikiran purba dan lahirnya fisika klasik. Dan akhirnya berlanjut ke tahun
1900 yang menandakan mulai berlangsungnya era baru yaitu era fisika modern. Di era ini
ilmuwan tidak melihat adanya penyempurnaan di bidang ilmu pengetahuan, pertanyaan demi
pertanyaan terus bermunculan tanpa henti, dari luasnya galaksi, sifat alami dari kondisi vakum
sampai lingkungan subatomik. Daftar persoalan dimana fisikawan harus pecahkan terus
bertambah dari waktu ke waktu. Beberapa teori diusulkan dan banyak yang salah. Teori tersebut
banyak tergantung dari istilah filosofi, dan tidak pernah dipastikan oleh eksperimen sistematik
seperti yang populer sekarang ini.

Perkembangan Fisika modern akan membahas hala yang ada menganai dunia fisika
modern, dimana merupakan salah satu bagian dari ilmu Fisika yang mempelajari perilaku materi
dan energi pada skala atomik dan partikel-partikel subatomik atau gelombang. Pada prinsipnya
sama seperti dalam fisika klasik, namun materi yang dibahas dalam fisika modern adalah skala
atomik atau subatomik dan partikel bergerak dalam kecepatan tinggi. Untuk partikel yang
bergerak dengan kecepatan mendekati atau sama dengan kecepatan cahaya, perilakunya dibahas
secara terpisah dalam teori relativitas khusus. Ilmu Fisika Modern dikembangkan pada awal abad
20, dimana perumusan-perumusan dalam Fisika Klasik tidak lagi mampu menjelaskan
fenomenafenomena yang terjadi pada materi yang sangat kecil. Fisika Modern diawali oleh
hipotesa Planck yang menyatakan bahwa besaran energi suatu benda yang beosilasi (osilator)
tidak lagi bersifat kontinu, namun bersifat diskrit (kuanta), sehingga muncullah istilah Fisika
Kuantum dan ditemukannya konsep dualisme partikel-gelombang. Konsep dualisme dan besaran
kuanta ini merupakan dasar dari Fisika Modern.

Perkembangn fisika selanjutatnya akan membahas mengenai Perkembangan Fisika
mekanika. Masalah mekanika merupakan hal yang cukup penting dalam perkembangan ilmu
fisika untuk kita pelajari karena masalah mekanika sangat erat kaitannya dengan peristiwa yang
tejadi dalam kehidupan kita sehari-hari. Sebagaimana kita ketahui bahwa fisika merupakan ilmu
yang mempelajari gejala alam yang dapat diamati dan diukur, dan kasus mekanika merupakan
salah satu gejala alam yang dapat diamati dan diukur.

8 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Dalam perkembangannya, mekanika dibagi dalam menjadi dua yaitu mekanika klasik
dan mekanika kuantum. Mekanika klasik dititik beratkan pada benda-benda yang bergerak
dengan kecepatan jauh dibawah kecepatan cahaya, sedangkan mekanika kuantum dititik
beratkan pada benda-benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.

Dalam perkembangannya fisika selanjutnya ialah perkembang ilmu panas, ilmu panas atau
sering disebut termodinamika dalam bidang fisika adalah sesuatu yang tak dapat dipungkiri lagi
bahwa, ilmu panas (termodinamika) mempunyai peranan yang penting atau pengaruh yang
sangat besar dalam perkembangan ilmu fisika. Berbagai macam teknologi modern dibuat
berdasarkan teori dan ilmu termodinamika.

Perkembangan ilmu optik, tak lumput dalam peran fisika pada umumnya serta
keseluruhannya. optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan
interaksi cahaya dengan materi. Optika menerangkan dan diwarnai oleh gejala optis. Kata optik
berasal dari bahasa Latin “ὀπτική”, yang berarti tampilan. Optik secara umum dapat dianggap
sebagai bagian dari keelektromagnetan. Beberapa gejala optis bergantung pada sifat kuantum
cahaya yang terkait dengan beberapa bidang optika hingga mekanika kuantum. Dalam
prakteknya, kebanyakan dari gejala optis dapat dihitung dengan menggunakan sifat
elektromagnetik dari cahaya, seperti yang dijelaskan oleh beberapa ilmuwan

Yang terakhir ialah perkembangn ilmu astronomi, ilmu astronomi merupakan ilmu kosmis
yang mempelajari bagaimana benda langit, dan alam semesta ini, merupakan cabang ilmu fisika
yang tidak hanya penting namun turut berperan dalam peradapan manusia, diantaranya di
temukan planet-planet yang diklaim dapat menunjang kehidupan serta penemuaan - penemuan
lainnya

Demikannlah sekelumit gambaran betapa luas dan maju perkembangan fisika berdasarkan
keenam sub-sub bagian tersebut, mempelajari fisika bukan berarti menguasai penggunaan rumus
semata, tetapi harusah dibarengi oleh pengetahuan menenai sejarahnya, tentu kita akan lebih
memahami apa yang kita hadapai di persoalan kedepan serta dapat memotivasi dan mengambil
hikmah dalam menguasai sejrah fisika

9 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Perkembangan Fisika Klasik

Fisika klasik adalah fisika yang didasari prinsip-prinsip yang dikembangkan sebelum
bangkitnya teori kuantum, biasanya termasuk teori relativitas khusus dan teori relativitas umum.
Cabang-cabang yang termasuk fisika klasik antara lain adalah, mekanika klasik (hukum gerak
Newton, Lagrangian dan mekanika Hamiltonian), Elektrodinamika klasik (persamaan Maxwell),
termodinamika klasik dan teori Chaos klasik.

Dibandingkan dengan fisika klasik, fisika modern adalah istilah yang lebih longgar, yang
dapat merujuk hanya pada fisika kuantum atau secara umum pada fisika abad XX dan XXI dan
karenanya selalu mengikut sertakan teori kuantum dan juga dapat termasuk relativitas.

Pada awal abad XVII, Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan
kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains. Galileo memformulasikan dan
berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik, terutama Hukum Inert. Pada 1687,
Isaac Newton menerbitkan Filosofi Natural Prinsip Matematika, memberikan penjelasan yang
jelas dan teori fisika yang sukses: Hukum Gerak Newton, yang merupakan sumber dari mekanika
klasik; dan Hukum Gravitasi Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini
cocok dalam eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam dinamika fluid.
Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan
Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum Gravitas
memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan fenomena astronomi menggunakan teori
fisika.

Sejak abad XVIII dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle,
Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli menggunakan argumen
statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika, memulai bidang
mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika

10 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

ke dalam panas, dan pada 1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk
panas dan juga dalam energi mekanika. Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael
Faraday, George Ohm, dan lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua
fenomena menjadi satu teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan
dari teori ini bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Budaya penelitian fisika berbeda
dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen.

Sejak abad XX, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam
fisika teoritis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad XX, sedikit saja yang berhasil dalam
kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan
eksperimentalis yang sukses. Teoris berusaha mengembangkan teori yang dapat menjelaskan
hasil eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan hasil eksperimen yang akan
datang. Sementara itu, eksperimentalis menyusun dan melaksanakan eksperimen untuk menguji
perkiraan teoretis. Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan secara terpisah, mereka saling
bergantung. Kemajuan dalam fisika biasanya muncul ketika eksperimentalis membuat penemuan
yang tak dapat dijelaskan teori yang ada, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori
baru. Tanpa eksperimen, penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah; salah satu
contohnya adalah teori-M, teori populer dalam fisika energi-tinggi, karena eksperimen untuk
mengujinya belum pernah disusun.

Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, ada beberapa teori yang digunakan
secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini diyakini benar
adanya, dalam wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menjelaskan
pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih besar daripada atom dan bergerak dengan
kecepatan jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya. Teori-teori ini masih terus diteliti;
contohnya, aspek mengagumkan dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori Chaos
ditemukan pada abad XX, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya
sedikit fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu, teori-teori
tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih khusus, dan semua pelaku
fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami teori-teori tersebut.

Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang mempelajari aspek yang berbeda dari
dunia materi. Fisika benda kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar, mempelajari
properti benda besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui setiap hari, yang berasal dari

11 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

properti dan interaksi mutual dari atom. Bidang fisika atomik, molekul, dan optik berhadapan
dengan individual atom dan molekul, dan cara mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya.
Bidang fisika partikel, juga dikenal sebagai "fisika energi-tinggi", mempelajari properti partikel
super kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk benda
lainnya. Terakhir, bidang astrofisika menerapkan hukum fisika
untuk menjelaskan fenomena astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata
surya ke jagad raya secara keseluruhan. Riset fisika mengalami kemajuan konstan dalam banyak
bidang, dan masih akan tetap begitu jauh di masa depan. Dalam fisika benda kondensi, masalah
teoritis tak terpecahkan terbesar adalah penjelasan superkonduktivitas suhu-tinggi. Banyak usaha
dilakukan untuk membuat spintronik dan komputer kuantum bekerja. Dalam fisika partikel,
potongan pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar model standar telah mulai
menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan bahwa neutrino memiliki massa bukan-
nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah menyelesaikan masalah solar neutrino yang telah
berdirilama dalam fisika matahari. Fisika neutrino besar merupakan area riset eksperimen dan
teori yang aktif. Dalam beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel akan mulai meneliti skala
energi dalam jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis berharap untuk menemukan
bukti untuk Higgs boson dan partikel supersimetri. Para teoris juga mencoba untuk menyatukan
mekanika kuantum dan relativitas umum menjadi satu teori gravitasi kuantum, sebuah program
yang telah berjalan selama setengah abad, dan masih belum menghasilkan buah. Kandidat atas
berikutnya adalah Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop. Banyak fenomena
astronomikal dan kosmologikal belum dijelaskan secara memuaskan, termasuk keberadaan sinar
kosmik energi ultra-tinggi, asimetri baryon, pemercepatan alam semesta dan percepatan putaran
anomali galaksi.

Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika
astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks, chaos, atau
turbulens masih dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang sepertinya dapat dipecahkan oleh
aplikasi pandai dari dinamika dan mekanika, seperti pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam
air "trickling", teori katastrof, atau pengurutan-sendiri dalam koleksi heterogen yang bergetar
masih tak terpecahkan. Fenomena rumit ini telah menerima perhatian yang semakin banyak sejak
1970-an untuk beberapa alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern
dan komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelin dengan cara baru.

12 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat, seperti dalam pelajaran
turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola pembentukan dalam sistem biologi. Pada
1932, Horrace Lamb meramalkan: Saya sudah tua sekarang, dan ketika saya meninggal dan
pergi ke surga ada dua hal yang saya harap dapat diterangkan. Satu adalah elektrodinamika
kuantum, dan satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida. Dan saya lebih optimis terhadap
yang pertama.

Dalam fisika klasik membahas mengenai :
- Mekanika Klasik
- Elektrodinamika Klasik
- Termodinamika Klasik

a. Mekanika Klasik

Mekanika klasik di sini menggambarkan dinamika partikel atau sistem partikel.
Dinamika partikel demikian, ditunjukkan oleh hukum-hukum Newton tentang gerak, terutama
oleh hukum II Newton. Hukum ini menyatakan, “Sebuah benda yang memperoleh pengaruh
gaya atau interaksi akan bergerak sedemikian rupa sehingga laju perubahan waktu dari
momentum sama dengan gaya tersebut”. Sebuah benda bermassa m yang bergerak dengan
kecepatan v memiliki energi kinetik yang didefinisikan oleh :

⁄
dan momentum linear p yang didefinisikan oleh :

Hukum-hukum gerak Newton baru memiliki arti fisis, jika hukum-hukum tersebut diacukan

terhadap suatu kerangka acuan tertentu, yakni kerangka acuan inersia (suatu kerangka acuan
yang bergerak serba sama – tak mengalami percepatan). Prinsip Relativitas Newtonian
menyatakan, “Jika hukum-hukum Newton berlaku dalam suatu kerangka acuan maka hukum-
hukum tersebut juga berlaku dalam kerangka acuan lain yang bergerak serba sama relatif
terhadap kerangka acuan pertama”. Konsep partikel bebas diperkenalkan ketika suatu partikel
bebas dari pengaruh gaya atau interaksi dari luar sistem fisis yang ditinjau (idealisasi fakta fisis

13 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

yang sebenarnya). Gerak partikel terhadap suatu kerangka acuan inersia tak gayut (independen)
posisi titik asal sistem koordinat dan tak gayut arah gerak sistem koordinat tersebut dalam ruang.
Dikatakan, dalam kerangka acuan inersia, ruang bersifat homogen dan isotropik. Jika partikel
bebas bergerak dengan kecepatan konstan dalam suatu sistem koordinat selama interval waktu
tertentu tidak mengalami perubahan kecepatan, konsekuensinya adalah waktu bersifat homogen.

b. Elektrodinamika Klasik
Persamaan Maxwell adalah himpunan empat persamaan diferensial parsial yang

mendeskripsikan sifat-sifat medan listrik dan medan magnet dan hubungannya dengan sumber-
sumbernya, muatan listrik dan arus listrik, menurut teori elektrodinamika klasik. Keempat
persamaan ini digunakan untuk menunjukkan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik.
Secara terpisah, keempat persamaan ini masing-masing disebut sebagai Hukum Gauss, Hukum
Gauss untuk magnetisme, Hukum induksi Faraday, dan Hukum Ampere. Keempat persamaan ini
dengan Hukum Lorentz merupakan kumpulan hukum lengkap dari elektrodinamika klasik.

Hukum Gauss menerangkan bagaimana muatan listrik dapat menciptakan dan mengubah
medan listrik. Medan listrik cenderung untuk bergerak dari muatan positif ke muatan negatif.
Hukum Gauss adalah penjelasan utama mengapa muatan yang berbeda jenis saling tarik-
menarik, dan yang sama jenisnya tolak-menolak. Muatan-muatan tersebut menciptakan medan
listrik, yang ditanggapi oleh muatan lain melalui gaya listrik. Hukum Gauss untuk magnetisme
menyatakan tidak seperti listrik tidak ada partikel "kutub utara" atau "kutub selatan". Kutub-
kutub utara dan kutub-kutub selatan selalu saling berpasangan.

Hukum induksi Faraday mendeskripsikan bagaimana mengubah medan magnet dapat
menciptakan medan listrik. Ini merupakan prinsip operasi banyak generator listrik. Gaya
mekanik (seperti yang ditimbulkan oleh air pada bendungan) memutar sebuah magnet besar, dan
perubahan medan magnet ini menciptakan medan listrik yang mendorong arus listrik yang
kemudian disalurkan melalui jala-jala listrik.

Memori inti magnetik An Wang (1954) adalah penerapan Hukum Ampere. Tiap inti
magnetik merupakan satu bit. Hukum Ampere menyatakan bahwa medan magnet dapat
ditimbulkan melalui dua cara: yaitu lewat arus listrik (perumusan awal Hukum Ampere), dan
dengan mengubah medan listrik (tambahan Maxwell). Koreksi Maxwell terhadap Hukum

14 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Ampere cukup penting: dengan demikian, hukum ini menyatakan bahwa perubahan medan listrik
dapat menimbulkan medan magnet, dan sebaliknya.

Dengan demikian, meskipun tidak ada muatan listrik atau arus listrik, masih
dimungkinkann buat memiliki gelombang osilasi medan magnet dan medan listrik yang stabil
dan dapat menjalar terus-menerus. Keempat persamaan Maxwell ini mendeskripsikan gelombang
ini secara kuantitatif, dan lebih lanjut lagi meramalkan bahwa gelombang ini mestilah memiliki
laju tertentu yang universal. Laju ini dapat dihitung cukup dari dua konstanta fisika yang dapat
diukur (konstanta elektrik dan konstanta magnetik).

Laju yang dihitung untuk radiasi elektromagnetik tepat sama dengan laju cahaya. Cahaya
memang merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik (seperti juga sinar X, gelombang
radio dan lain-lainnya). Dengan demikian, Maxwell memadukan dua bidang yang sebelumnya
terpisah, elektromagnetisme dan optika.

c. Termodinamika Klasik
Termodinamika adalah cabang ilmu pengetahuan yang membahas antara panas dan bentuk –

bentuk energi lainnya. Michael A Saad dalam bukunya menerangkan Termodinamika merupakan
sains aksiomatik yang berkenaan dengan transformasi energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Energi dan materi sangat berkaitan erat, sedemikian eratnya sehingga perpindahan energi akan
menyebabkan perubahan tingkat keadaan materi tersebut.

Hukum pertama dari termodinamika menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan
tidak dapat dihilangkan namun berubah dari satu bentuk menjadi bentuk yang lainnya. Hukum
ini mengatur semua perubahan bentuk energi secara kuantitatif dan tidak membatasi arah
perubahan bentuk itu. Pada kenyataannya tidak ada kemungkinan terjadinya proses dimana
proses tersebut satu – satunya hasil dari perpindahan bersih panas dari suatu tempat yang
suhunya lebih rendah ke suatu tempat yang suhunya lebih tinggi. Pernyataan yang mengandung
kebenaran eksperimental ini dikenal dengan hukum kedua termodinamika.

15 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

A.
Tokoh-tokoh Fisika Klasik

1. Nicolas Léonard Sadi Carnot

Nicolas Léonard Sadi Carnot (lahir di Paris, 1
Juni 1796 – meninggal di Paris, 24 Agustus 1832 pada
umur 36 tahun).

Carnot menemukan dan merumuskan hukum
kedua termodinamika dan memberikan model universal
atas mesin panas, sebuah mesin, yang mengubah energi
panas ke dalam bentuk energi lain, misalnya energi
kinetik (sekarang bernama siklus Carnot). Karyanya
yang paling utama adalah "Réflexions Sur La puissance Motrice du Feu" (Refleksi Daya Gerak
Api); terbit tahun 1824. Di dalamnya termuat sejumlah asas seperti siklus Carnot, mesin panas
Carnot, teorema Carnot, efisiensi termodinamika, dan lain-lain. Nicolas Sadi Carnot meninggal
akibat penyakit kolera.
Ketika Carnot mulai menulis bukunya, mesin uap telah diakui secara luas di bidang
ekonomi dan menjadi penting dalam dunia industri, tetapi belum ada studi ilmiah yang nyata.
Newcomen telah menemukan mesin uap piston yang dioperasikan pertama lebih dari satu abad
sebelumnya, pada 1712, sekitar 50 tahun setelah itu, James Watt membuat perbaikan yang
bertanggung jawab untuk meningkatkan efisiensi dan kepraktisan mesin uap. Mesin Compound
(mesin dengan lebih dari satu tahap ekspansi) sudah ditemukan. Pada tahun 1824 prinsip
konservasi energi masih kurang berkembang dan kontroversial, dan formulasi yang tepat dari
hukum pertama termodinamika masih lebih dari satu dekade, kesetaraan mekanis panas tidak
akan dirumuskan selama dua dekade. Teori umum dari panas adalah teori kalori.

16 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Mesin Carnot telah diuji coba, dengan cara meningkatkan tekanan uap dan penggunaan
cairan, untuk meningkatkan efisiensi mesin. Dalam tahap awal pengembangan mesin, efisiensi
mesin yang berguna itu mampu menapai peforma maksimal ketika jumlah bahan bakar dibakar
hanya 3%.

Dalam model ideal Carnot, kalori diangkut dari suhu panas ke suhu dingin, dan
menghasilkan energi, atau dapat diangkut kembali dengan membalik gerakan siklus, konsep ini
kemudian dikenal sebagai reversibilitas termodinamika. Kemudian Carnot mendalilkan bahwa
tidak ada kalori yang hilang. Proses yang benar-benar reversibel, mesin panas menggunakan
reversibilitas siklus adalah mesin panas yang paling efisien. Bukti untuk ini adalah sebagai
berikut: bayangkan kita memiliki dua tubuh besar, panas dan dingin. Jika kita beberapa mesin
Carnot ini yang membuat aliran panas dari panas ke dingin, jumlah Q untuk setiap siklus,
menghasilkan jumlah energi dilambangkan W. Jika kita menggunakan karya ini untuk daya
komputer lain, tapi satu yang lebih efisien daripada mesin Carnot, bisa, menggunakan jumlah
energi W setiap siklus, membuat jumlah panas, Q '> aliran Q dari dingin ke panas tubuh. Efek
bersih adalah aliran Q'-Q panas dari dingin ke panas tubuh, sementara tidak ada pekerjaan bersih
dilakukan. Ini akan melanggar hukum kedua termodinamika dan dengan demikian tidak
mungkin. Hal ini membuktikan bahwa mesin Carnot adalah mesin panas yang paling efisien.

2.

Count Rumford

Benjamin Thompson (sering
dikenal sebagai 'Count Rumford' lahir 26
Maret 1753 – meninggal 21 Agustus 1814
pada umur 61 tahun) adalah penemu,
ilmuwan, negarawan, dan tentara terkenal
kelahiran Amerika. Benjamin Thompson
dilahirkan di Woburn Utara, Massachusetts
pada tanggal 26 Maret 1753.

Di masa kecilnya, Benjamin

17 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Thompson memiliki keterbatasan untuk sekolah sehingga dia lebih banyak belajar sendiri dan
kemudian mendapatkan banyak pengetahuan dari teman dan kenalannya. Pada usia 13 tahun,
Benjamin Thompson mulai melakukan beberapa pekerjaan seperti menjadi juru tulis seorang
importer, pedagang bahan kering, dan kemudian magang di Doctor John Hay of Woburn, dimana
Thompson mendapatkan banyak pengetahuan tentang ilmu medis. Bakat Thompson dalam
bekerja dengan alat mekanis dan kemampuan bahasanya yang sangat baik membuat John Fowle,
salah satu guru lulusan Harvard, membantunya untuk belajar dengan Professor John Winthrop di
Harvard. Pada tahun 1772, Thompson meninggalkan kota kelahirannya dan mengajar di salah
satu sekolah di Bradford, Massachusetts sambil mempelajari ilmu pengetahuan pada Samuel
Williams. Tidak beberapa kemudian, Thompson berpindah mengajar di Concord, New
Hampshire atas undangan dari Timothy Walker. Di sana Benjamin Thompson hidup menumpang
dan kemudian menikahi anak dari tuan rumahnya, Sarah Walker Rolfe yang merupakan janda
kaya di daerah Concord. Istrinyalah yang memperkenalkan Thompson pada Gubernur
Wentworth dari New Hampshire dan mengangkatnya menjadi mayor di New Hampshire Militia.

Tahun 1975, Benjamin Thompson meneliti tentang gaya pada bubuk mesiu dan
membangun sistem sinyal kelautan yang baru bagi tentara Inggris. Kontribusinya yang terbesar
pada dunia Fisika adalah pemikirannya tentang teori kalor. Pada akhir abad ke-18, teori kalori
yang dipercaya adalah bahwa kalor merupakan fluida yang dapat mengalir ke dalam tubuh ketika
dipanaskan dan mengalir keluar ketika didinginkan. Saat Thompson meneliti tentang bubuk
mesiu, Benjamin Thompson menemukan adanya penyimpangan atau anomali yang tidak dapat
dijelaskan dengan teori kalori. Di dalam laporannya kepada Royal Society yang berjudul "An
Experimental Enquiry concerning the Source of Heat excited by Friction" (1798), Benjamin
Thompson mengajukan suatu teori baru yang menyatakan bahwa kerja mekanis akan
menghasilkan kalor dan kalor tersebut merupakan suatu bentuk gerak. Teori tersebut berhasil
memberikan penjelasan mengapa panas yang dihasilkan dari gesekan peluru meriam (bubuk
mesiu) tidak akan pernah habis. Peristiwa tersebut tidak dapat dijelaskan dengan teori kalori
terdahulu. Di dalam laporan tersebut terdapat perhitungan jumlah kuantitas kalor yang
diproduksi oleh energi mekanis. Teori yang dikemukakan Thompson bertentangan dengan teori
kalori yang terdahulu dan banyak orang pada saat itu yang tidak yakin dengan Thompson hingga
James Maxwell mengemukakan teori kinetik kalor pada tahun 1871. Penemuan-penemuan

18 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Thompson lainnya adalah kompor, oven, ketel ganda, dan pakaian penahan panas, sert
mengembangkan cerobong asap dan tungku perapian yang ada.

1. Julius Robert von Mayer

Julius Robert von Mayer (lahir di Heilbronn, Baden-
Württemberg, Jerman, 25 November 1814 – meninggal di
Heilbronn, Baden-Württemberg, Jerman, 20 Maret 1878

Pada umur 63 tahun) adalah dokter dan fisikawan Jerman
yang merupakan salah satu pemrakarsa termodinamika. Pada
tahun 1841, ia mengucapkan pernyataan yang terkenal mengenai
konservasi energi : “Energi tidak dapat diciptakan maupun
dimusnahkan.” Selama tahun 1842, Mayer mendeskripsikan
proses kimia vital yang kini disebut oksidasi sebagai sumber utama energi untuk semua
makhluk hidup.

4. James Prescott Joule

James Prescott Joule (lahir di Salford, Inggris, 24
Desember 1818 – meninggal di Greater Manchester,
Inggris, 11 Oktober 1889

19 pada umur 70 tahun) ialah seorang ilmuwan Inggris.
Ia dikenal sebagai perumus Hukum Kekekalan Energi,
yang berbunyi, “Energi tidak dapat diciptakan ataupun
dimusnahkan.” Ia adalah seorang ilmuwan Inggris yang
berminat pada fisika. Dengan percobaan, ia berhasil
membuktkan bahwa panas (kalori) tak lain adalah suatu
bentuk energi. Dengan demikian ia berhasil mematahkan
teori kalorik, teori yang menyatakan panas sebagai zat alir.
Salah satu satuan energi—Joule—dinamai atasnya.

Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Pada tahun 1840, James menerbitkan sebuah karya ilmiah tentang panas yang dihasilkan
oleh arus listrik. Lalu pada tahun 1843, ia menerbitkan kelanjutan karya ilmiahnya tentang
bagaimana mengubah kerja menjadi panas. Ia melakukan eksperimen menggunakan roda
berpedal. Akhirnya dari situ James merumuskan konsep fisika mengenai kesetaraan energi
mekanik dan energi panas.

Empat tahun kemudian, ia berhasil merumuskan hukum kekekalan energi, yang
merupakan hukum pertama dari hukum termodinamika. Hukum itu menyatakan bahwa energi
tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tapi dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk
energi lainnya.

Pada tahun 1847 James bertemu dengan Lord Kelvin atau William Thomson, di acara
diskusi sains. Lord Kelvin tertarik dengan penemuan-penemuan James dan karya-karya ilmiah
yang pernah dipublikasikan. Ia pun mengajak James untuk bekerja sama. Dari kerja samanya,
maka lahirlah suatu konsep fisika yang disebut Efek Joule-Thomson. Efek Joule-Thomson lalu
berkembang menjadi ilmu yang memelajari tentang sifat materi pada suhu sangat rendah. Ilmu
itu disebut Kriogenik.

5. Herman von Helmholtz

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (lahir
di Potsdam, Kerajaan Prusia, 31 Agustus 1821 –
meninggal di Charlottenburg, Kekaisaran Jerman, 8
September 1894

pada umur 73 tahun) adalah fisikawan Jerman
yang banyak memberikan sumbangan kepada ilmu
pengetahuan modern. Ia juga dikenal akan
sumbangsihnya mengenai konservasi energi.
Hermann Helmholtz adalah salah satu dari beberapa ilmuwan untuk menguasai dua bidang ilmu:
obat-obatan dan fisika. Dia melakukan penelitian terobosan pada sistem saraf, serta fungsi mata
dan telinga. Dalam fisika, ia diakui (bersama dengan dua ilmuwan lain) sebagai penulis dari
konsep konservasi energi.

20 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Helmholtz dilahirkan dalam sebuah keluarga miskin, ayahnya adalah seorang instruktur
filsafat dan sastra di sebuah gimnasium di kampung halamannya di Potsdam, Jerman. Di rumah,
ayahnya mengajarinya bahasa Latin, Yunani, Prancis, Italia, Ibrani, dan Arab, serta ide-ide
filosofis Immanuel Kant dan Fichte JG (yang adalah seorang teman keluarga).

Dengan latar belakang ini, Helmholtz masuk sekolah dengan perspektif yang luas.
Meskipun ia menyatakan minat dalam ilmu, ayahnya tidak mampu untuk mengirimnya ke
universitas; sebaliknya, ia dibujuk untuk belajar kedokteran, daerah yang akan memberikan dia
dengan bantuan pemerintah. Sebagai imbalannya, Helmholtz diharapkan untuk menggunakan
keterampilan medis untuk kebaikan pemerintah - terutama di rumah sakit tentara.

Helmholtz memasuki Friedrich Wilhelm Institute di Berlin pada tahun 1898, menerima
MD-nya empat tahun kemudian. Setelah lulus ia langsung ditugaskan untuk tugas militer,
berlatih sebagai dokter bedah untuk tentara Prusia. Setelah beberapa tahun tugas aktif ia
diberhentikan, bebas untuk mengejar karir di akademisi. Pada 1848 dia mendapatkan posisi
sebagai dosen di Berlin Academy of Arts. Hanya setahun kemudian ia ditawari guru besar di
Universitas Konigsberg, mengajar fisiologi. Selama dua puluh dua tahun berikutnya ia pindah ke
universitas di Bonn dan Heidelberg, dan selama waktu ini ia melakukan hismajor bekerja di
bidangkedokteran.

Helmholtz mulai mempelajari mata manusia, tugas itu semakin sulit karena kurangnya
peralatan medis yang tepat. Dalam rangka untuk lebih memahami fungsi mata ia menemukan
ophthalmoscope, sebuah perangkat yang digunakan untuk mengamati retina. Diciptakan pada
tahun 1851, ophthalmoscope - dalam bentuk yang sedikit dimodifikasi - masih digunakan oleh
spesialis mata modern. Helmholtz juga merancang deviceused untuk mengukur kelengkungan
mata disebut ophthalmometer. Menggunakan perangkat ini ia mengajukan teori visi tiga warna
yang pertama kali diusulkan oleh Thomas Young. Teori ini, sekarang disebut teori Young-
Helmholtz, membantu dokter mata untuk memahami sifat buta warna dan penderitaan lainnya.

Penasaran dengan inner organ-organ indera, Helmholtz melanjutkan untuk mempelajari
telinga manusia. Menjadi pianis ahli, dia sangat peduli dengan cara telinga lapangan dibedakan
dan nada. Dia menyarankan bahwa telinga bagian dalam ini disusun sedemikian rupa untuk
menyebabkan resonations pada frekuensi. Ini memperbolehkan telinga untuk membedakan nada
yang sama, nada, dan warna nada, suchas catatan identik dimainkan oleh dua instrumen yang
berbeda.

21 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Pada tahun 1852 Helmholtz melakukan apa yang mungkin paling penting selama ia
bekerja sebagai dokter: pengukuran kecepatan impuls saraf. Sudah assumed that pengukuran
tersebut tidak akan pernah bisa diperoleh oleh ilmu pengetahuan, karena speedwas terlalu besar
untuk instrumen penangkap. Beberapa dokter bahkan menggunakan ini membuktikan bahwa
organisme hidup yang didukung oleh bawaan "kekuatan vital" daripada energi. Helmholtz
menyangkal ini dengan merangsang saraf otot neara pertama katak dan kemudian lebih jauh;
ketika stimulus itu jauh dari otot, itu dikontrak hanya sedikit lebih lambat. Setelah perhitungan
sederhana Helmholtz mengumumkan kecepatan impuls dalam sistem saraf menjadi sekitar
sepersepuluh kecepatan suara.

Setelah menyelesaikan banyak pekerjaan pada fisiologi sensorik yang menarik baginya,
Helmholtz menemukan dirinya bosan dengan obat-obatan. Pada tahun 1868 ia memutuskan
untuk kembali ke cinta pertamanya - ilmu fisik. Namun, itu tidak sampai 1870 bahwa kursi yang
ditawarkan di Universitas telah ditolak oleh Gustav Kirchhoff. Pada saat itu, Helmholtz telah
menyelidiki terobosan penelitian pada energetika.

Konsep konservasi energi diperkenalkan oleh Julius Mayer pada tahun 1842, tapi
Helmholtz tidak menyadari pekerjaan Mayer. Helmholtz melakukan penelitian sendiri pada
energi, mendasarkan teorinya pada pengalaman sebelumnya dengan muscles.It dapat diamati
bahwa panas hewan dihasilkan oleh aksi otot, serta reaksi kimia dalam otot bekerja.

Helmholtz percaya bahwa energi ini berasal dari makanan dan makanan yang mendapat
energi dari matahari. Dia mengusulkan bahwa energi tidak dapat diciptakan secara spontan, atau
bisa itu menghilang - itu digunakan atau dilepaskan sebagai panas. Penjelasan ini jauh lebih jelas
andmore rinci daripada yang ditawarkan oleh Mayer, dan Helmholtz sering dianggap sebagai
pencetus sebenarnya dari konsep konservasi energi.

Sementara ini tidak diragukan lagi warisan terbesar Helmholtz, dia juga mulai beberapa
penelitian yang kemudian diselesaikan oleh ilmuwan lain. Dia maju hipotesis numberof pada
radiasi elektromagnetik, berspekulasi bahwa itu terletak jauh intothe rentang terlihat dari
spektrum. Garis penelitian kemudian dilanjutkan, sangat berhasil, oleh salah satu mahasiswa
Helmholtz, Heinrich Hertz Rudolph, penemu gelombang radio. Teori Helmholtz di elektrolisis
juga dasar untuk pekerjaan di masa depan dilakukan oleh Svante Arrhenius Agustus.

22 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Helmholtz telah menjadi anak sakit-sakitan, bahkan sepanjang masa dewasanya ia
diganggu oleh sakit kepala migrain dan pusing. Pada tahun 1894, tak lama setelah tur ceramah di
Amerika Serikat, ia pingsan dan jatuh, menderita gegar otak.

. Rudolf Julius Emanuel

Clausius

Rudolf Julius Emanuel Clausius (lahir 2 Januari 1822 – 24
Agustus 1888), adalah seorang fisikawan dan matematikawan Jerman
yang dianggap sebagai salah satu pencetus konsep dasar sains
termodinamika. Ia menyempurnakan prinsip Sadi Carnot yang dikenal
sebagai Siklus Carnot. Jurnal ilmiahnya yang paling penting, On the
mechanical theory of heat, yang muncul tahun 1850, adalah yang
pertama kali menyatakan konsep dasar hukum kedua termodinamika.
Tahun 1865 ia memperkenalkan konsep entropi. Tahun 1870, ia memperkenalkan teorema virial
yang digunakan pada panas. Sebagai ahli ilmu fisika teoritis, ia juga yang meneliti fisika
molekul dan elektrik.

. William Thomson (Lord kelvin)

William Thomson (Lord kelvin) lahir pada 26 juni 1824 di
Belfast, dalam keluarga Dr. James Thomson, seorang guru matematika
dan rekayasa. Pada tahun 1832 ayahnya, Dr James Thomson, menjadi
guru besar matematika di Glasgow. Selanjutnya, keluarga pindah ke
kota yang jauh lebih besar dari Glasgow pada tahun berikutnya. Dari
sana, William Thomson dan saudara-saudaranya diperkenalakan
dengan pengalaman kosmopolitan yang lebih luas. Mereka
menghabiskan musim panas 1839 di London dan mengambil kursus bahasa Perancis di Paris.
Mereka menghabiskan tahun berikutnya di jerman dan Belanda, belajar bahasa Jerman dan
Belanda. Saat memulai studinya di Universitas Glasgow pada tahun 1834 William Thomson baru
berusia sepuluh tahun.

23 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Enam tahun kemudian pada tahun 1840, Thomson memenangkan hadiah kelas dalam
astronomi dan esainya. "Esai tentang Sosok Bumi-nya” menunjukkan kreativitas dan
kemampuannya untuk analisis matematika. Dengan berbagai karya yang diterbitkan dalam fisika
dan termodinamika. Dengan berbagai karya yang diterbitkan dalam fisika dan termodinamika
1847, Thomson telah memperoleh reputasi sebagai ilmuwan menjanjikan.

Pada tahun 1848 Thomson mengusulkan skala temperatur absolut. Ia menduga bahwa
titik ketiadaan mutlak dari semua energi panas dapat tercapai, dimana tidak ada panas lebih
lanjut dapat hilang oleh suatu benda. Poin ini disebut nol absolut. Menurut definisi, itu didalilkan
sebagai nol pada skala suhu tubuhnya. Titik acuan kedua adalah tripel air, kombinasi hanya suhu
dan tekanan atmosfer dimana air cair, es padat, dan uap dapat hidup berdampingan dalam satu
kesetimbangan yabg stabil. Titik tripel air secara kasar setara dengan nol derajat Celcius di (0,01
derajat celcius harus tepat). Untuk skala suhu tubuhnya, Thomson menggunakan interval yang
sama sebagai skala Celcius, yang membuat dua skala mudah digunakan bersama-sama, Suhu
suatu nol mutlak nol kelvin , atau -273,15 derajat Celcius.

Skala Kelvin (simbol : K) adalah skala suhu di mana nol absolut didefinisikan sebagai 0
K. Satuan untuk skala Kelvin adalah kelvin (lambang K), dan merupakan salah satu dari tujuh
unit dasar SI. Satuan kelvin didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah nol absolut (ketika
gerakan molekuler berhenti, dalam termodinamika), dan satu kelvin adalah pecahan 1/273,16
dari suhu termodinamik triple point air (0,01 °C). Skala suhu Celsius kini didefinisikan
berdasarkan kelvin.
Kelvin dinamakan berdasarkan seorang fisikawan dan insinyur Inggris, William Thomson, 1st
Baron Kelvin (1824–1907). Tidak seperti derajat Fahrenheit dan derajat Celsius, kelvin tidak
berarti atau ditulis sebagai derajat.

Perkataan kelvin sebagai unit SI ditulis dengan huruf kecil k (kecuali pada awal kalimat),
dan tidak pernah diikuti dengan kata derajat, atau simbol °, berbeda dengan Fahrenheit dan
Celsius. Ini karena kedua skala yang disebut terakhir adalah skala ukuran sementara kelvin
adalah unit ukuran. Ketika kelvin diperkenalkan pada tahun 1954 (di Konferensi Umum tentang
Berat dan Ukuran (CGPM) ke-10, Resolusi 3, CR 79), namanya adalah "derajat kelvin" dan
ditulis °K; kata "derajat" dibuang pada 1967 (CPGM ke-13, Resolusi 3, CR 104).

Perhatikan bahwa simbol unit kelvin selalu menggunakan huruf besar K dan tidak pernah
dimiringkan. Tidak seperti skala suhu yang menggunakan simbol derajat, selalu ada spasi di

24 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

antara angka dan huruf K-nya, sama seperti unit SI lainnya. Pada Tahun 1892, William Thomson
mengadopsi gelar kehormatan Baron Kelvin dari Largs di Country Ayr. William Thomson sering
digambarkan sebagai Lord Kelvin.

. Christian Doppler

Christian Doppler (1803-1853) adalah seorang
fisikawan dan matematikawan asal Austria. Doppler terkenal atas
kontribusinya dalam menyusun prinsip tentang sebuah fenomena yang
dinamakan Efek Doppler. Christian Doppler dilahirkan di Salzburg,
Austria. Karena kondisi fisiknya yang lemah, ia tidak mampu
meneruskan usaha pandai batu milik ayahnya. Doppler mempelajari
filsafat di Salzburg, serta matematika-fisika di Universitas Teknologi
Vienna (Vienna University of Technology) dan Universitas Vienna (University of Vienna). Pada
tahun 1835, Doppler mendapatkan posisi akademis di sebuah perguruan tinggi yang sekarang
bernama Universitas Teknik Ceko (Czech Technical University). Selama bekerja, ia banyak
mempublikasikan makalah ilmiah, namun kurang populer dihadapan murid-muridnya karena
metode belajarnya yang dinilah keras. Ia menikah pada tahun 1836, dan dari pernikahannya,
Doppler memperoleh 5 orang anak.
Pada tahun 1842, Doppler mempublikasikan makalah ilmiah yang berjudul ((Jerman))
Über das farbige Licht der Doppelsterne (Tentang Cahaya Bewarna yang Dipancarkan oleh
Dua Buah Bintang).
Makalah tersebut dipublikasikan kepada Perhimpuan Ilmu Pengetahuan Bohemia. Dalam
makalah tersebut, dikemukakan sebuah teori bahwa terdapat perbedaan frekuensi suara dari
benda yang bergerak, ketika terdengar oleh pendengar yang bergerak dan diam. Teori ini juga
dapat menjelaskan tampilan warna pada bintang yang bergerak relatif terhadap Bumi.
Doppler meninggalkan Praha pada tahun 1847. Pada tahun 1850, Doppler ditunjuk
sebagai ketua Istitut Fisika Eksperimental di Universitas Vienna. Salah satu muridnya ketika ia
mengajar disitu adalah Gregor Mendel, yang berkontribusi besar dalam ilmu genetika.

25 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

. Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison dilahirkan di Milan, Ohio pada tanggal 11
Februari 1847. Tahun 1854 orang tuanya pindah ke Port Huron,
Michigan. Edison pun tumbuh besar di sana. Sewaktu kecil Edison
hanya sempat mengikuti sekolah selama 3 bulan. Gurunya
memperingatkan Edison kecil bahwa ia tidak bisa belajar di sekolah
sehingga akhirnya Ibunya memutuskan untuk mengajar sendiri Edison
di rumah. Kebetulan ibunya berprofesi sebagai guru. Hal ini dilakukan
karena ketika di sekolah Edison termasuk murid yang sering tertinggal dan ia dianggap sebagai
murid yang tidak berbakat. Meskipun tidak sekolah, Edison kecil menunjukkan sifat ingin tahu
yang mendalam dan selalu ingin mencoba. Sebelum mencapai usia sekolah dia sudah membedah
hewan-hewan, bukan untuk menyiksa hewan-hewan tersebut, tetapi murni didorong oleh rasa
ingin tahunya yang besar. Pada usia sebelas tahun Edison membangun laboratorium kimia
sederhana di ruang bawah tanah rumah ayahnya. Setahun kemudian dia berhasil membuat
sebuah telegraf yang meskipun bentuknya primitif tetapi bisa berfungsi.
Tentu saja percobaan-percobaan yang dilakukannya membutuhkan biaya yang lumayan
besar. Untuk memenuhi kebutuhannya itu, pada usia dua belas tahun Edison bekerja sebagai
penjual koran dan permen di atas kereta api yang beroperasi antara kota Port Huron dan
Detroit. Agar waktu senggangnya di kereta api tidak terbuang percuma Edison meminta ijin
kepada pihak perusahaan kereta api, “Grand Trunk Railway”, untuk membuat laboratorium
kecil di salah satu gerbong kereta api. Di sanalah ia melakukan percobaan dan membaca
literatur ketika sedang tidak bertugas.
Tahun 1861 terjadi perang saudara antara negara-negara bagian utara dan selatan. Topik
ini menjadi perhatian orang-orang. Thomas Alva Edison melihat peluang ini dan membeli sebuah
alat cetak tua seharga 12 dolar, kemudian mencetak sendiri korannya yang diberi nama “Weekly
Herald”. Koran ini adalah koran pertama yang dicetak di atas kereta api dan lumayan laku
terjual. Oplahnya mencapai 400 sehari.

26 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Pada masa ini Edison hampir kehilangan pendengarannya akibat kecelakaan. Tetapi dia
tidak menganggapnya sebagai cacat malah menganggapnya sebagai keuntungan karena ia banyak
memiliki waktu untuk berpikir daripada untuk mendengarkan pembicaraan kosong.

Tahun 1868 Edison mendapat pekerjaan sebagai operator telegraf di Boston. Seluruh
waktu luangnya dihabiskan untuk melakukan percobaan-percobaan tehnik. Tahun ini pula ia
menemukan sistem interkom elektrik.

Thomas Alva Edison mendapat hak paten pertamanya untuk alat electric vote recorder
tetapi tidak ada yang tertarik membelinya sehingga ia beralih ke penemuan yang bersifat
komersial. Penemuan pertamanya yang bersifat komersial adalah pengembangan stock ticker.
Edison menjual penemuaannya ke sebuah perusahaan dan mendapat uang sebesar 40000 dollar.
Uang ini digunakan oleh Edison untuk membuka perusahaan dan laboratorium di Menlo Park,
New Jersey. Di laboratorium inilah ia menelurkan berbagai penemuan yang kemudian mengubah
pola hidup sebagian besar orang-orang di dunia.

Tahun 1877 ia menemukan phonograph. Pada tahun ini pula ia menyibukkan diri dengan
masalah yang pada waktu itu menjadi perhatian banyak peneliti: lampu pijar. Edison menyadari
betapa pentingnya sumber cahaya semacam itu bagi kehidupan umat manusia. Oleh karena itu
Edison mencurahkan seluruh tenaga dan waktunya, serta menghabiskan uang sebanyak 40.000
dollar dalam kurun waktu dua tahun untuk percobaan membuat lampu pijar. Persoalannya ialah
bagaimana menemukan bahan yg bisa berpijar ketika dialiri arus listrik tetapi tidak terbakar.
Total ada sekitar 6000 bahan yang dicobanya. Melalui usaha keras Edison, akhirnya pada tanggal
21 Oktober 1879 lahirlah lampu pijar listrik pertama yang mampu menyala selama 40 jam.

Masih banyak lagi hasil penemuan Edison yang bermanfaat. Secara keseluruhan Edison
telah menghasilkan 1.039 hak paten. Penemuannya yang jarang disebutkan antara lain : telegraf
cetak, pulpen elektrik, proses penambangan magnetik, torpedo listrik, karet sintetis, baterai
alkaline, pengaduk semen, mikrofon, transmiter telepon karbon dan proyektor gambar bergerak.

Thomas Edison juga berjasa dalam bidang perfilman. Ia menggabungkan film fotografi
yang telah dikembangkan George Eastman menjadi industri film yang menghasilkan jutaan dolar
seperti saat ini. Dia pun membuat Black Maria, suatu studio film bergerak yang dibangun pada
jalur berputar. Melewati tahun 1920-an kesehatannya kian memburuk dan beliau meninggal
dunia pada tanggal 18 Oktober 1931 pada usia 84 tahun.

27 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

. Augustin-Jean Fresnel

Augustin-Jean Fresnel (lahir di Perancis 1788-1827), adalah
seorang insinyur Perancis dan fisikawan yang memberikan kontribusi
signifikan terhadap pembentukan teori optik gelombang. Fresnel
mempelajari perilaku cahaya baik secara teori dan eksperimen. Dia
mungkin paling dikenal sebagai penemu lensa Fresnel, pertama kali
diadopsi dalam mercusuar ketika dia menjadi komisaris Prancis
mercusuar, dan ditemukan di banyak aplikasi saat ini. Persamaan
Fresnel pada gelombang dan reflektifitas juga membentuk dasar untuk banyak aplikasi di
komputer grafis saat ini.
Fresnel adalah anak dari seorang arsitek, lahir di Broglie (Eure). Kemajuan fresnel dalam
pembelajaran dapat dikatakan lambat, sebab ia masih tidak bisa membaca ketika berusia delapan
tahun. Pada usia tiga belas tahun dia masuk ke École Centrale di Caen, dan pada usia enam belas
tahun dia belajar di École Polytechnique, di mana ia dibebaskan dirinya dengan perbedaan. Dari
sana ia pergi ke École des Ponts et Chaussées.
Dia hanya tidak memperoleh pengakuan dari publik selama hidupnya untuk pekerjaannya
di bidang ilmu optik. Beberapa surat harian tidak dicetak oleh Académie des Sciences sampai
bertahun-tahun setelah kematiannya. Tapi saat ia menulis kepada Young pada tahun 1824 :
dalam dirinya sendiri "yang sensibilitas, atau kesombongan itu, yang orang sebut cinta
kemuliaan" telah tumpul. "Semua pujian," katanya, "yang saya terima dari Arago, Laplace dan
Biot pernah memberi saya begitu banyak kesenangan karena berbagai penemuan dan kebenaran
teori, atau konfirmasi dari perhitungan dengan eksperimen".
Dia menghabiskan sebagian besar hidupnya di Paris, dan meninggal karena TBC di Ville-
d'Avray, dekat Paris. Ia menjabat sebagai insinyur berturut-turut di departemen Vendée, Drôme
dan Ille-et-Vilaine, tapi setelah didukung Bourbon pada tahun 1814 ia kehilangan
pengangkatannya pada Napoleon kembali berkuasa. Ia tampaknya mulai penelitiannya di optik
sekitar 1.814, ketika ia mempersiapkan sebuah makalah tentang penyimpangan cahaya,

28 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

meskipun itu tidak pernah dipublikasikan. Pada tahun 1815, pada pemulihan kedua monarki, ia
memperoleh jabatan sebagai engineer di Paris.

Pada 1818 ia menulis sebuah memoar tentang difraksi, di mana dia menerima hadiah dari
Académie des Ilmu di Paris pada tahun berikutnya. Dia adalah yang pertama untuk membangun
jenis khusus lensa, sekarang disebut lensa Fresnel, sebagai pengganti cermin di mercusuar.

Pada tahun 1819, ia dinominasikan untuk menjadi komisaris mercusuar. Pada tahun 1823
ia secara aklamasi terpilih sebagai anggota akademi, dan pada tahun 1825 ia menjadi anggota
dari Royal Society of London. Pada 1827, saat sakit terakhirnya, Royal Society of London
diberikan kepadanya Rumford Medal. Pada 1818 ia menerbitkan Memoir-nya pada Difraksi
Cahaya, disampaikan kepada Akademi ilmu pengetahuan dalam 1818.

Penemuannya dan pemotongan matematika, membangun kerja eksperimental oleh
Thomas Young, memperpanjang teori gelombang cahaya untuk kelas besar fenomena optik,
khususnya, untuk properti double-bias Islandia Spar, atau kalsit. Pada tahun 1817, Young telah
mengusulkan komponen melintang kecil terhadap cahaya, sementara namun tetap
mempertahankan komponen memanjang yang jauh lebih besar. Fresnel, pada tahun 1821,
mampu menunjukkan v metode matematika yang polarisasi dapat dijelaskan hanya jika cahaya
itu seluruhnya melintang, tanpa getaran memanjang apapun. Ia mengusulkan eter tarik hipotesis
untuk menjelaskan kurangnya variasi dalam pengamatan astronomi.

Ia menggunakan dua cermin datar logam, membentuk satu sama lain sudut hampir 180 °,
memungkinkan dia untuk menghindari efek difraksi yang disebabkan (oleh lubang) dalam
percobaan FM Grimaldi pada gangguan. Hal ini memungkinkan dia untuk meyakinkan
menjelaskan fenomena interferensi sesuai dengan teori gelombang. Dengan François Arago ia
mempelajari hukum gangguan sinar terpolarisasi. Ia memperoleh cahaya terpolarisasi sirkuler
dengan cara belah ketupat kaca, yang dikenal sebagai belah ketupat Fresnel, memiliki sudut
tumpul dari 126 ° dan sudut akut dari 54 °.

Hukum Fresnel-Arago tiga undang-undang yang meringkas beberapa sifat yang lebih
penting dari interferensi antara terang negara bagian yang berbeda dari polarisasi sebagai berikut
:

1. Dua orthogonal, koheren gelombang terpolarisasi linier tidak dapat mengganggu.

29 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

2. Dua koheren gelombang paralel terpolarisasi linier akan campur tangan dalam cara yang
sama seperti cahaya alami.

3. Kedua konstituen ortogonal negara terpolarisasi linier cahaya alami tidak dapat
mengganggu untuk membentuk pola interferensi mudah diamati, bahkan jika diputar ke
posisi (karena mereka tidak koheren).

Persamaan Fresnel menggambarkan perilaku cahaya ketika bergerak antara media yang
berbeda indeks bias. Ketika bergerak cahaya dari media indeks bias n1 diberikan menjadi media
kedua dengan indeks bias n2, baik refleksi dan refraksi cahaya dapat terjadi.

Persamaan difraksi Fresnel adalah perkiraan Kirchhoff-Fresnel difraksi yang dapat
diterapkan pada propagasi gelombang di lapangan dekat. Hal ini digunakan untuk menghitung
pola difraksi yang diciptakan oleh gelombang melewati lobang atau sekitar obyek, ketika dilihat
dari relatif dekat dengan objek. Sebaliknya pola difraksi di daerah medan jauh diberikan oleh
persamaan difraksi Fraunhofer.

30 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

. Michael Faraday

Michael Faraday (lahir di Newington Butts, Inggris, 22
September 1791 – meninggal di Pengadilan Hampton, Middlesex,
Inggris, 25 Agustus 1867 pada umur 75 tahun) ialah ilmuwan Inggris
yang mendapat julukan "Bapak Listrik", karena berkat usahanya listrik
menjadi teknologi yang banyak gunanya. Ia mempelajari berbagai
bidang ilmu pengetahuan, termasuk elektromagnetisme dan
elektrokimia. Dia juga menemukan alat yang nantinya menjadi
pembakar Bunsen, yang digunakan hampir di seluruh laboratorium sains sebagai sumber panas
yang praktis. Efek magnetisme menuntunnya menemukan ide-ide yang menjadi dasar teori
medan magnet. Ia banyak memberi ceramah untuk memopulerkan ilmu pengetahuan pada
masyarakat umum. Pendekatan rasionalnya dalam mengembangkan teori dan menganalisis
hasilnya amat mengagumkan.
Michael Faraday dilahirkan di Newington Butts, London, Britania Raya. Keluarganya
pindah ke London pada musim dingin tahun 1790. Dan pada musim semi tahun itu Faraday
dilahirkan. Faraday adalah anak ketiga dari 4 bersaudara yang hanya sedikit mengenyam
pendidikan formal. Pada usia 14 tahun ia magang sebagai penjual dan penjilid buku. Selama
tujuh tahun bekerja sebagai penjual dan penjilid buku memberikan ia banyak kesempatan untuk
membaca banyak buku dan pada masa inilah ia mengembangkan rasa keingintahuannya pada
sains. Pada Usia 20 tahun ia berhenti magang dan menghadiri kuliah yang disampaikan oleh
Humpry Davy. Dari situlah ia kemudian berhubungan dengan Davy dan akhirnya menjadi asisten
Davy saat ilmuwan itu mengalami gangguan pada penglihatannya akibat dari nitrogen
trichloride. Dan dari sinilah ia akhrinya memulai kisah hidupnya yang luar biasa.
Faraday memulai kerjanya pada bidang Kimia adalah saat sebagai asisten Humphry
Davy. Ia berhasil menemukan zat Klorin Dan Karbon. Ia juga berhasil mencairkan beberapa gas,
menyelidiki campuran baja dan membuat beberapa jenis kaca baru yang dimaksudkan untuk
tujuan optika. Faraday adalah orang yang pertama menemukan Bunsen Burner. Yang kini telah
digunakan secara luas diseluruh dunia. Faraday secara ektensif bekerja pada bidang kimia.
Menemukan zat kimia lainnya yaitu Benzena dan mencairkan gas klorin. Pencairan gas klorin

31 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

bertujuan untuk menetapkan bahwa gas adalah uap dari cairan yang memiliki titik didih rendah
dan memberikan konsep dasar yang lebih pasti tentang pengumpulan molekul. Ia juga telah
menentukan komposisi dari klorin klatrat hidrat. Faraday adalah penemu Hukum Elektrolisis dan
mempopulerkan istilah anode, katode, elektrode serta ion. Ia juga adalah orang pertama yang
mempelajari tentang logam nanopartikel.

Faraday menjadi terkenal berkat karyanya mengenai kelistrikan dan magnet. Eksperimen
pertamanya ialah membuat konstruksi tumpukan volta dengan 7 uang setengah sen, ditumpuk
bersama dengan 7 lembaran seng serta 6 lembar kertas basahan air garam. Dengan konstruksi ini
ia berhasil menguraikan magnesium sulfat.

Pada tahun 1821 Hans Christian Ørsted mempublikasikan fenomena elektromagnetisme.
Dari sinilah Faraday kemudian memulai penelitian yang bertujuan untuk membuat alat yang
dapat menghasilkan "rotasi elektromagnetik". Salah satu alat yang berhasil ia ciptakan adalah
homopolar motor, pada alat ini terjadi gerakan melingkar terus-menerus yang ditimbulkan oleh
gaya lingakaran magnet mengelilingi kabel yang diperpanjang hingga ke dalam genangan
merkuri dimana sebelumnya sudah diletakan sebuah magnet pada genangan tersebut, maka kabel
akan berputar mengelilingi magnet apabila dialiri arus listrik dari baterai. Penemuan inilah yang
menjadi dasar dari teknologi elektromagnetik saat ini.

Faraday membuat terobosan baru ketika ia melilitkan dua kumparan kabel yang terpisah
dan menemukan bahwa kumparan pertma akan dilalui oleh arus, sedangkan kumparan kedua
dimasukan arus. Inilah yang saat ini dikenal sebagai induksi timbal-balik. Hasil percobaan ini
menghasilkan bahwa "perubahan pada medan magnet dapat menghasilkan medan listrik" yang
kemudian dibuat model matematikanya oleh James Clerk Maxwell dan dikenal sebagai Hukum
Faraday.

Pada tahun 1845 Faraday menemukan bahwa bahwa banyak materi menunjukan
penolakan yang lemah dari sebuah medan listrik. Peristiwa inilah yang ia beri nama
Diagmatisme. Faraday juga menemukan bahwa bidang polarisasi dari cahaya terpolarisasi linier
dapat diputar dengan penerapan dari sebuah bidang magnet eksternal searah dengan arah gerak
cahaya. Inilah yang disebut dengan Efek Faraday.

Kemudian pada tahun 1862, Faraday menggunakan sebuah spektroskop untuk mencari
perbedaan perubahan cahaya, perubahan dari garis-garis spektrum dengan menerapkan medan
magnetik. Tetapi peralatan yang dia gunakan pada saat itu belum memadai, sehingga tak cukup

32 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

untuk menentukan perubahan spektrum yang terjadi. Kemudian penelitian ini dilanjutkan oleh
Peter Zeeman kemudian ia mempublikasikan hasilnya pada tahun 1897 dan menerima nobel
fisika tahun 1902 berkat refrensi dari Faraday.

Hukum Faraday I
"Massa zat yang terbentuk pada masing-masing elektroda sebanding dengan kuat arus/arus
listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut."

Rumus = m = e . i . t / 96.500

Keterangan:

q=i.t

m = massa zat yang dihasilkan (gram)

e = berat ekivalen = Ar/ Valens i= Mr/Valensi

i = kuat arus listrik (amper)

t = waktu (detik)

q = muatan listrik (coulomb)

Hukum Faraday II

"Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda (terbentuk

pada masing-masing elektroda) oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan

sebanding dengan berat ekiuvalen masing-masing zat tersebut."

Rumus = m1 : m2 = e1 : e2

Keterangan :

m=massa zat (garam)

e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi

33 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

. James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell (lahir di
Edinburgh, 13 Juni 1831 – meninggal di
Cambridge, 15 November 1879 pada umur
48 tahun) adalah fisikawan Skotlandia yang
pertama kali menulis hukum magnetisme
dan kelistrikan dalam rumus matematis.
Pada tahun 1864, ia membuktikan bahwa
gelombang elektromagnetik ialah gabungan
dari osilasi medan listrik dan magnetik.
Maxwell mendapati bahwa cahaya ialah
salah satu bentuk radiasi elektromagnetik.
Ia juga membuka pemahaman tentang gerak
gas, dengan menunjukkan bahwa laju
molekul-molekul di dalam gas bergantung
kepada suhunya masing-masing.
Fisikawan Inggris kesohor James Clerk Maxwell ini terkenal melalui formulasi empat
pernyataan yang menjelaskan hukum dasar listrik dan magnet. Kedua bidang ini sebelum
Maxwell sudah diselidiki lama sekali dan sudah sama diketahui ada kaitan antar keduanya.
Namun, walau pelbagai hukum listrik dan kemagnetan sudah diketemukan dan mengandung
kebenaran dalam beberapa segi, sebelum Maxwell, tak ada satu pun dari hukum-hukum itu yang
merupakan satu teori terpadu. Dalam dia punya empat perangkat hukum yang dirumuskan secara
ringkas (tetapi punya bobot tinggi), Maxwell berhasil menjabarkan secara tepat perilaku dan
saling hubungan antara medan listrik dan magnet.
Dengan begitu dia mengubah sejumlah besar fenomena menjadi satu teori tunggal yang
dapat dijadikan pegangan. Pendapat Maxwell telah jadi anutan pada abad sebelumnya secara luas
baik di sektor teori maupun dalam praktik ilmu pengetahuan.
Nilai terpenting dari pendapat Maxwell yang baru itu adalah : banyak persamaan umum
yang bisa terjadi dalam semua keadaan. Semua hukum-hukum listrik dan magnet yang sudah ada

34 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

sebelumnya dapat dianggap berasal dari pendapat Maxwell, begitu pula sejumlah besar hukum
lainnya, yang dulunya merupakan teori yang tidak dikenal. Dari pendapat Maxwell ini dapat
diperlihatkan betapa pergoyangan bolak-balik bidang elektromagnetik secara periodik adalah
sesuatu hal yang bisa terjadi. Gerak bolak-balik seperti pendulum ini disebut gelombang
elektromagnetik, yang bilamana sekali digerakkan akan menyebar terus hingga angkasa luar.
Dari pendapat-pendapat ini mampu menunjukkan bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik
itu mencapai sekitar 300.000 kilometer (186.000 mil) per detik. Maxwell mengetahui bahwa ini
sama dengan ukuran kecepatan cahaya. Dari sudut ini dia dengan tepat mengambil kesimpulan
bahwa cahaya itu sendiri terdiri dari gelombang elektromagnetik.

Jadi, pendapat Maxwell bukan semata merupakan hukum dasar dari kelistrikan dan
kemagnetan, tetapi juga sekaligus merupakan hukum dasar optik. Sesungguhnya, semua hukum
terdahulu yang dikenal sebagai hukum optik dapat dikaitkan dengan pendapatnya, juga banyak
fakta dan hubungan dengan hal-hal yang dulunya tidak terungkapkan.Cahaya yang tampak oleh
mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik. Pendapat Maxwell
menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh
mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja adas. Kesimpulan teoritis ini
secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui
kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun
kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat
digunakan buat komunikasi tanpa kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu.
Kini, kita gunakan juga buat televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah
contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari lewat hasil pemikiran
Maxwell.

Meski kemasyhuran Maxwell yang paling menonjol terletak pada sumbangan
pikirannya yang dahsyat di bidang elektromagnetik dan optik, dia juga memberi sumbangan
penting bagi dunia ilmu pengetahuan di segi lain termasuk teori-teori astronomi dan
termodinamika (penyelidikan ihwal panas). Salah satu minat khususnya adalah teori kinetik
tentang gas. Maxwell menyadari bahwa tidak semua molekul gas bergerak pada kecepatan
sama. Sebagian lebih lambat, sebagian lebih cepat, dan sebagian lagi dengan kecepatan yang
luar biasa. Maxwell mencoba rumus khusus menunjukkan bagian terkecil molekul bergerak
(dalam suhu tertentu) pada kecepatan yang tertentu pula. Rumus ini disebut "penyebaran

35 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Maxwell," merupakan rumus yang paling luas terpakai dalam rumus-rumus ilmiah, dan
mengandung makna dan manfaat penting pada tiap cabang fisika.

Maxwell dilahirkan di Edinburgh, Skotlandia, tahun 1831. Dia teramatlah dini
berkembang : pada usia lima belas tahun dia sudah mampu mempersembahkan sebuah kertas
kerja ilmiah kepada "Edinburgh Royal Society." Dia masuk Universitas Edinburgh dan tamat
Universitas Cambridge. Ia menikah, tapi tak dikaruniai keturunan. Maxwell umumnya
dianggap teoritikus terbesar di bidang fisika dalam seluruh masa antara Newton dan Einstein.
Kariernya yang cemerlang berakhir terlampau cepat karena dia meninggal dunia tahun 1879
akibat serangan kanker, tak berapa lama sehabis merayakan ulang tahunnya yang ke-48.

36 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Perkembangan Fisika Modern

Runtuhnya Periode Fisika Klasik

Ketidak mampaun fisika klasik banyaknya fenomena-fenomena mikroskopis dan hukum-
hukum baru yang ditemukan sejak tahun 1890. Fenomena mikroskopis yaitu fenomena-
fenomena yang tidak dapat dilihat secara langsung, seperti elektron, proton, neutron, atom, dan
sebagainya. Ahli fisika telah mencoba memecahkan persoalan tentang struktur atom, elektron,
radiasi dengan fisika klasik. Namun, tidak berhasil menerangkan fenomena-fenomena tersebut.
Karena itu para ahli fisika mencari ilmu dan model-model lain yang baru. Dengan didapatnya
teori-teori baru yang daat menerangkan fenomena-fenomena mikroskopis itu, maka fisika telah
memperluas ilmu ke arah yang lebih jauh lagi

Meskipun mekanika klasik hampir cocok dengan teori klasik lainnya seperti
elektrodinamika dan termodinamika klasik, ada beberapa ketidaksamaan ditemukan di akhir
abad 19 yang hanya bisa diselesaikan dengan fisika modern. Khususnya, elektrodinamika klasik
tanpa relativitas memperkirakan bahwa kecepatan cahaya adalah relatif konstan dengan
Luminiferous aether, perkiraan yang sulit diselesaikan dengan mekanik klasik dan yang menuju
kepada pengembangan relativitas khusus. Ketika digabungkan dengan termodinamika klasik,
mekanika klasik menuju ke paradoks Gibbs yang menjelaskan entropi bukan kuantitas yang jelas
dan ke penghancuran ultraviolet yang memperkirakan benda hitam mengeluarkan energi yang

37 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

sangat besar. Usaha untuk menyelesaikan permasalahan ini menuju ke pengembangan mekanika
kuantum.

Kenyataannya memang demikian, beberapa ilmuwan menolak untuk mengakui adanya,
sebab atom berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi dan tidak mungkin dibentuk atau tersusun dari
partikel lain. Pendirian begini tidak dapat dirubah lagi dan telah cukup memuaskan pada periode
ini. Mekanika, bunyi, panas, dan mekanika statistika, elektromagnetik, dan optik semuanya telah
mendapat perumusan yang baik dan akibat-akibatnya telah dikuatkan dengan bermacam-macam
cara. Beberapa ahli memperlihatkan bahwa fisika telah selesai sama sekali, hanya tinggal cara
memberi pengukuran yang lebih teliti dengan bermacam-macam konstanta fisika.

Akan tetapi kepuasan ini belum waktunya, karena 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 seseorang
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.

Percobaan Michelson-Morley, salah satu percobaan paling penting dan masyhur dalam
sejarah fisika, dilakukan pada tahun 1887 oleh Albert Michelson dan Edward Morley di tempat
yang sekarang menjadi kampus Case Western Reserve University. Dalam percobaan ini
Michelson dan Morley berusaha mengukur kecepatan planet Bumi terhadap eter, yang pada
waktu itu dianggap sebagai medium perambatan gelombang cahaya. Analisis terhadap hasil
percobaan menunjukkan kegagalan pengamatan pergerakan bumi terhadap eter.

Ekperimen Michelson-Morley yang sangat peka tidak mendapatkan gerak bumi terhadap
eter. Ini berarti tidak mungkin ada eter dan tidak ada pengertian gerak absolut. Eksperimen ini

38 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

telah meletakkan dasar bagi teori relativitas khusus Einstein yang dikemukakan pada tahun 1905,
sebagai pertanda runtuhnya periode fisika klasik

Fenomena-Fenomena pada Era Fisika Modern

Benda hitam adalah benda ideal yang mampu

Radiasi Benda Hitam menyerap atau mengabsorbsi semua
radiasi yang mengenainya, serta tidak

bergantung pada frekuensi radiasi tersebut. Bisa dikatakan benda hitam

merupakan penyerap dan pemancar yang sempurna.

Efek fotolistrik adalah Efek Fotolistrik
peristiwa lepasnya elektron dari

permukaan logam yang tembaki oleh foton.jika logam

mengkilat di iradiasi, maka akan terjadi pancaran electron pada

logam tersebut. Cahaya dengan frekuensi lebih besar dari frekuensi

ambang yang akan menghasilkan arus elektron Foton. Energi maksimum yang terlepas dari

logam akibat peristiwa fotolistrik adalah

Spekrum Cahaya Oleh Atom hydrogen

Atom hydrogen jika dipanaskan pada suhu tinggi, akan
mengeluarkan cahaya. Namun cahaya yang dipancarkan tidak meliputi
semua warna, melinkan hanya cahaya dengan frekuensi tertentu

39 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Hukum-Hukum dan Teori Pada
Era Fisika Modern

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.

Pokok bahasan meliputi : Transformasi Galilei

Transformasi Lorentz

Panjang Relativistik

Waktu Relativistik

Massa, Energi dan Momentum
Relativistik

Hubungan Massa dan Energi

Hubungan Momentum dan
Energi

Efek Doppler Relativist

40 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

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.

Tokoh dan Teori Fisika Modern

Beberapa tokoh yang kami ungkapkan disini adalah tokoh yang banyak pengaruhnya terhadap
fisika modern, diantaranya:

• Albert Einstein

Einstein, lahir di Ulm, Jerman. Ia sangat tidak senang pada sekolah-sekolah di Jerman
yang disiplin secara kaku pada waktu itu, karena itu pada usia 16 tahun ia pergi ke negara Swiss
untuk menyelesaikan pelajarannya, kemudian ia memperoleh pekerjaan yaitu sebagai orang yang
memeriksa pemohon paten (hak paten) pada Swiss Patent Office (Kantor Paten Swiss) di Berne.
Kemudian, dalam tahun 1905, gagasannya yang sudah ada dalam pikirannya bertahun-tahun
ketika ia harus memusatkan perhatiannya untuk pekerjaan lain berbua menjadi tiga makalah
pendek.

Gagasan ini telah mengubah pikiran bukan hanya dalam bidang fisika melainkan juga
dalam peradaban modern ini. Makalah yang pertama, mengungkapkan sifat cahaya, ia
menyatakan bahwa cahaya mempunyai sifat dual, yaitu partikel dan gelombang. Makalah yang
kedua, ialah mengenai gerak Brownian, gerak zigzag dari sebintik bahan yang terapung dalam
fluida, misalnya serbuk sari dalam air. Einstein mendapatkan rumus yang mengaitkan gerak
brownian dengan gerak partikel yang ditumbuk oleh molekul fluida dimana partikel itu terapung.
Walaupun teori molekular telah dikemukakan bertahun-tahun sebelumnya, ini merupakan
eksperimen yang meyakinkan yang memperlihatkan kaitan pasti yang sudah lama dinantikan
orang.

1 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Makalah yang ketiga, memperkenalkan teori relativitas. Walaupun sebagian besar dunia
fisika pada mulanya tidak begitu peduli atau skeptis, tetapi segera kesimpulan yang ditarik oleh
Einstein (bahkan yang tidak diharapkanpun) terbukti dan perkembangan yang sekarang dikenal
sebagai fisika modern mulai tumbuh. setelah ia mulai mendapatkan keudukan pada Universitas
di negara Swiss dan cekoslowakia, dalam tahun 1913 ia memperoleh pekerjaan di Kaiser
Wilhelm Institute di Berlin, sehingga ia dapat melakukan penelitian dengan bebas tanpa
kekhawatiran kekurangan uang dan beban kewajiban rutin. Pada waktu itu minat Einstein ialah
terutama dalam bidang gravitasi, dan mulai dari hal yang ditinggalkan Newton lebih dari dua
abad yang lalu.

Teori Relativitas Umum Einstein yang diterbitkan dalam tahun 1915, mengaitkan
gravitasi dengan struktur ruang dan waktu. Dalam teori ini, gaya gravitasi dapat dipikirkan
sebagai ruang-waktu yang melengkung di sekitar benda sehingga massa yang berdekatan
cenderung untuk bergerak ke arahnya, sama seperti kelereng yang menggelinding ke alas lubang
yang berbentuk seperti mangkuk. dari teori teori relativitas umum orang dapat membuat ramalan
teoretis, misalnya cahaya harus dipengaruhi oleh gaya gravitasi, dan ternyata semuanya terbukti
secara eksperimental. Penemuan berikutnya yang menyatakan bahwa semesta ini memuai
ternyata cocok dengan teori. Pada tahun 1917, Einstein mengemukakan penurunan baru
mengenai rumus radiasi benda hitam Planck dengan memperkenalkan gagasan radiasi yang
terstimulasi, suatu gagasan yang buahnya muncul 40 tahun kemudian sebagai penemuan laser.
Perkembangan mekanika kuantum dalam tahun 1920 mengganggu Einstein yang tidak menerima
pandangan probabilistik sebagai pandangan deterministik walaupun dalam skala atomik. "Tuhan
tidak main dadu dengan dunia ini," katanya. Tetapi sekali ini intuisi fisis Einstein tampaknya
mempunyai arah yang salah. Einstein Menjadi orang yang terkenal di dunia, tetapi
kemasyurannya tidak membawa keamanan ketika Hitler dan orang Nazi berkuasa di Jerman pada
awal tahun 1930. Ia meninggalkan Jerman dalam tahun 1933 dan memakai sisa hidupnya untuk
bekerja di Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey, sehingga ia lolos dari keadaan
yang dialami oleh jutaan orang Yahudi eropa yang dibanatai oleh Jerman. Akhir hidupnya
dipakai untuk mencari teori medan terpadu yang menyatukan medan gravitasi dan
elektromagnetisme dalam suatu gambaran, namun usahanya ini tidak berhasil. masalah seperti
ini memang pantas ditangani oleh orang berbakat ini, tetapi masalah ini belum terpecahkan
sampai saat ini.

2 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Suatu pemikiran yang belum tepecahkan sampai sekarang yang diwariskan oleh Albert
Einstein sampai ajalnya datang menjemput, yaitu menemukan teori medan terpadu yang
menyatukan medan gravitasi dan elektromagnetisme dalam suatu rumus atau hukum.

• Max Planck

Max Planck dilahirkan di Kiel dan belajar di Munich dan Berlin. Seperti banyak ahli
fisika, ia seorang pemain musik yang baik, selain itu ia juga senang mendaki gunung. dalam
tahun 1900, setelah 6 tahun ia bekerja di Universitas Berlin, 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. Selama bertahun-tahun Max Planck
sendiri menyangsikan kenyataan fisis dari kuantum energi ini. Walaupun selama Hitler berkuasa
Max Planck tetap ada di Jerman, ia memperotes perlakuan Nazi pada ilmuwan Yahudi dan
sebagai akibatnya ia harus melepaskan kedudukannya sebagai Presiden Institute Kaiser Wilhelm.
Setelah perang dunia kedua, Institute itu diberi nama Planck dan ia kembali menjabat kedudukan
presiden sampai akhir hayatnya.

• Arthur Holly Compton

Ia dilahirkan di Ohio dan mengalami pendidikan di Wooster College dan Princeton.
Ketika ia bekerja di Washington University di St. Louis ia menemukan bahwa panjang gelombng
sinar-x bertambah jika mengalami hamburan, dan pada tahun 1923 ia dapat menerangkan hal itu
berdasarkan kuantum cahaya. Pekerjaan ini telah meyakinkan orang akan kebenaran realitas
foton, sebenarnya Compton sendirilah yang mengajukan kata “foton”. Setelah ia menerima
hadiah Nobel pada tahun 1927, Compton bekerja di University of Chicago untuk mempelajari
sinar kosmik dan menolong menjelaskan bahwa sinar ini sebenarnya terdiri dari partikel yang
bergerak cepat (sekarang ternyata bahwa partikel itu adalah inti atom, dan sebagian besar adalah
proton) yang berputar dalam ruang dan bukan sinar gamma. Ia membuktikan hal ini dengan

3 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

memperlihatkan bahwa intensitas sinar kosmik berubah terhadap lintang, dan hal ini hanya dapat
diterima jika partikel itu adalah ion yang lintasannya dipengaruhi oleh medan magnetik bumi.
Selama Perang Dunia II, Compton merupakan salah satu tokoh pimpinan yang mengembangkan
bom atom.

• Louis de Broglie

Louis-Victor-Pierre-Raymond, duc de Broglie, banyak dikenal sebagai Louis de Broglie
(15 Agustus 1892–19 Maret 1987), ialah fisikawan Perancis dan pemenang hadiah Nobel.
Berasal dari keluarga Prancis yang dikenal memiliki diplomasi dan kemiliteran yang baik. Pada
mulanya ia adalah siswa sejarah, namun akhirnya ia mengikuti jejak kakaknya Maurice de
Broglie untuk membina karir dalam fisika.

Pada 1924, tesis doktoralnya mengemukakan usulan bahwa benda yang bergerak
memiliki sifat gelombang yang melengkapi sifat partikelnya. 2 tahun kemudian Erwin
Schrodinger menggunakan konsep gelombang de Broglie untuk mengembangkan teori umum
yang dipakai olehnya bersama dengan ilmuwan lain untuk menjelaskan berbagai gejala atomik.
Keberadaan gelombang de Broglie dibuktikan dalam eksperimen difraksi berkas elektron pada
1927 dan pada 1929 ia menerima Hadiah Nobel Fisika.

• Max Born

Max Born dilahirkan pada 11 Desember 1882, di Breslau, Jerman (kini Wroclaw,
Polandia). Born belajar fisika di Universitas Breslau, Heidelberg, dan Zürich. Pada 1909, ia
ditunjuk sebagai dosen di Georg-August-Universitaet Goettingen, di mana ia bekerja sampai
1912, saat ia pindah ke Universitas Chicago. Pada 1915, ia kembali ke Jerman namun harus
masuk Militer Jerman. Pada 1919, ia menjadi guru besar di Universitas Frankfurt-am-Main, dan

4 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

kemudian profesor di Göttingen pada 1921. Selama masa inilah Born merumukan penafsiran
probabilitas fungsi kepadatan dalam persamaan mekanika kuantum Schroedinger. Gagasannya
menggantikan teori kuantum yang asli; kini, persamaan matematika Born dimanfaatkan.

Pada 1933, Born meninggalkan Jerman untuk menghindari meningkatnya anti-Semitisme
dan menerima posisi dosen di University of Cambridge. Dari 1936 sampai 1953, ia adalah guru
besar Filsafat Alam di Universitas Edinburgh di Skotlandia. Selama masa ini, kerja Born
berfokus pada elektrodinamika nonlinear. Pada 1953, Born pensiun dan kembali ke Jerman di
Bad Pyrmont, dekat Gottingen. Ia menjadi warganegara Inggris dan anggota Royal Society di
London pada 1939. Pada 1954, Born menerima Hadiah Nobel Fisika untuk karyanya pada fungsi
kepadatan probabilitas dan studinya pada fungsi gelombang. Slain memenangkan Penghargaan
Nobel, Born dianugerahi Stokes Medal dari Cambridge University dan Hughes Medal (1950).

• Werner Heisenberg

Werner Karl Heisenberg (5 Desember 1901 - 1 Februari 1976) adalah seorang ahli teori
sub-atom dari Jerman, pemenang Penghargaan Nobel dalam Fisika 1932. Werner Heisenberg
dilahirkan pada tanggal 5 Desember 1901 di Würzburg, Jerman. Werner ini jagoan bahasa
Yunani dan Latin karena ayahnya, August, bekerja sebagai guru bahasa klasik tersebut. Waktu
pertama kali ia masuk sekolah, Werner masih malu-malu dan sangat sensitif, tetapi tidak lama ia
mulai percaya diri. Malah guru-gurunya semua mengakui bakat yang dimilikinya di hampir
semua mata pelajaran terutama bahasa dan matematika. Heisenberg kecil memang suka sekali
matematika. Ini disebabkan guru matematikanya, Christoph Wolff, selalu menantangnya untuk
mengerjakan soal-soal matematika dan fisika yang tidak biasa. Dalam waktu singkat Heisenberg
sudah lebih jago dibanding gurunya itu. Apalagi di rumahnya ia selalu bersaing dengan
kakaknya, Erwin, yang jago kimia (Erwin Heisenberg belakangan menjadi ahli kimia). Selama
masa Perang Dunia I seluruh Bavaria, Jerman, mengalami kesulitan pangan. Pernah Heisenberg
jatuh pingsan di jalan sewaktu sedang bersepeda karena ia begitu kelaparan. Ayahnya dan guru-
gurunya sering pergi ke garis depan untuk membantu pasukan perang. Heisenberg terpaksa
belajar sendiri materi matematika dan fisika (ia melahap habis teori relativitas Einstein tanpa

5 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

bantuan gurunya). Hasilnya, ia justru sudah menguasai bahan yang seharusnya belum diajarkan
di sekolah menengah atas.

Heisenberg muda sangat membenci peperangan dan sering melarikan diri dari suasana
kekerasan di Jerman saat itu. Ia bersama teman-temannya sering naik gunung, demi
menyelamatkan rasa cintanya terhadap tanah airnya melalui alam. Dia bahkan mengetuai
kelompok anak-anak pecinta alam yang selalu menghabiskan waktunya dengan cara hiking,
camping, main ski, memanjat gunung, jalan-jalan di pedesaan, dan semua kegiatan alam lainnya.
Kelompok ini merupakan kelompok yang anti rokok dan anti minum minuman keras. Setiap
minggu kelompok anak-anak muda ini berkumpul untuk menghidupkan kembali musik dan seni
puisi Jerman. Heisenberg ini ahli puisi Roma. Dia juga jago main piano klasik dan sudah sering
ikut konser sejak masih berusia 12 tahun. Cuma ada satu hal lain yang bisa mengalihkan
perhatiannya dari musik, puisi, dan alam bebas. Matematika! Saking cintanya dengan
matematika, Heisenberg berniat mengambil jurusan matematika murni di University of Munich
pada tahun 1920. Tapi wawancaranya dengan Ferdinand von Lindeman, profesor matematika di
sana, tidak terlalu sukses.
Jadi Heisenberg menemui profesor lain, Arnold Sommerfeld, seorang begawan fisika teori.
Ternyata Sommerfeld bisa melihat bakat terpendam anak muda yang sangat gemar berpetualang
di alam bebas ini. Jadilah Heisenberg melenceng dari minatnya semula dan malah masuk jurusan
fisika.

Tapi sebelum hari pertama ia mulai kuliah, Heisenberg menyempatkan diri untuk pergi
hiking dengan teman-temannya dan sempat terkena typhoid yang hampir saja merenggut
nyawanya. Secara ajaib ia bisa sembuh tepat pada waktu ia harus mulai kuliah walaupun saat itu
ia tidak mendapatkan sumber pangan yang cukup gizi.

Di awal masa kuliahnya Heisenberg masih ragu-ragu dengan pilihannya itu. Ia justru
lebih banyak mengambil kuliah matematika dibanding fisika karena takut tidak cocok dengan
pilihannya itu. Kalau ia tetap mengikuti kuliah matematika, ia kan masih tetap bisa mengikuti
jika nantinya ternyata benar tidak cocok di fisika dan ingin pindah lagi ke matematika. Tapi
ternyata fisika benarbenar sudah mencuri hatinya. Mulai semester keduanya di jurusan fisika, ia
sudah betah mengikuti semua kuliah Sommerfeld. Selama kuliah di University of Munich,
perhatian Heisenberg terpecah antara fisika teori dan petualangannya di alam bebas. Dia ini
benar-benar pecinta alam. Sering kali ia camping di gunung dan hiking ke stasiun kereta terdekat

6 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

di pagi harinya supaya bisa kembali di Munich tepat waktu untuk mengikuti kuliah fisika teori.
Untung saja kuliahnya tidak terbengkalai. Tetapi ada satu kelemahannya yang pada akhirnya
hampir membuatnya tidak lulus. Ia sama sekali tidak mengerti eksperimen di laboratorium. Ia
memang jagoan di fisika teori, tetapi ketika ditanya berbagai hal tentang fisika eksperimen, ia
benar-benar tidak tahu. Profesor Wilhem Wien memberinya nilai F pada ujian akhir untuk
mendapatkan gelar doktor. Sommerfeld kembali menjadi penyelamat dengan memberinya nilai
A untuk kejeniusannya di bidang fisika teori. Jadi Heisenberg pun akhirnya mendapatkan gelar
doktornya walaupun dengan nilai C (rata-rata dari A dan F).

Sommerfeld tidak salah sewaktu memberinya nilai A untuk fisika teori. Terbukti
Heisenberg sangat jagoan mengutak-utik teori-teori fisika. Ia pun berhasil menjadi profesor
termuda Jerman di Leipzig saat masih berusia 25 tahun. Hasil utak-utiknya melahirkan teori
mekanika kuantum yang memberinya sebuah Nobel Fisika di tahun 1932. Pada tahun 1937
Heisenberg kembali tampil dalam konser piano klasik. Konser ini menjadi yang paling tidak
terlupakan selama hidupnya karena saat itulah ia bertemu Elisabeth Schumacher, putri seorang
profesor ekonomi yang terkenal di Berlin, yang dinikahinya tiga bulan kemudian. Keluarga
Heisenberg kemudian dikaruniai tujuh orang anak, yang pertama adalah sepasang kembar.
Beberapa bulan setelah pernikahannya, keluarga muda ini pindah kembali ke Munich untuk
memenuhi keinginan Sommerfeld yang saat itu sudah berusia 66 tahun dan harus pensiun.
Sommerfeld ingin supaya Heisenberg menggantikan posisinya sebagai profesor fisika teori di
University of Munich.

Sewaktu pecah Perang Dunia II, banyak ilmuwan Jerman yang ramai-ramai pergi dari
Jerman karena ingin menghindari Nazi dan Hitler. Heisenberg membuat keputusan yang sangat
mengejutkan rekan-rekan fisikawan saat itu. Ia bertekad untuk menetap di Jerman.
Keterikatannya dengan alam Jerman telah membuatnya begitu mencintai tanah airnya itu.
Ternyata keputusannya ini membuatnya terpaksa bekerja untuk pemerintah Jerman dalam usaha
membuat bom atom. Entah kenapa, fisikawan jenius ini tidak pernah berhasil membuat bom
atom tersebut dan malah dikalahkan oleh para fisikawan di Amerika. Padahal timnya dibantu
juga oleh salah satu penemu reaksi fisi nuklir, Otto Hahn. Ada gosip yang mengatakan bahwa
Heisenberg sengaja bergabung dengan tim peneliti Jerman itu supaya bisa melakukan sabotase
agar Nazi tidak bisa memenangkan perang. Heisenberg bahkan sempat diciduk ke kamp
konsentrasi Nazi karena dikira berkhianat.

7 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

Setelah lepas dari kamp konsentrasi Heisenberg kembali menekuni fisika teori dan
menghasilkan karya kontroversial yang membuatnya sangat terkenal: Prinsip Ketidakpastian
Heisenberg atau Heisenberg’s Uncertainty. Pendekatan tidak biasa yang dilakukannya membuat
teorinya ini tidak begitu saja diterima oleh dunia fisika saat itu. Begitu banyak yang menentang
teori ini, sampai-sampai Heisenberg sempat menangis karenanya. Keteguhannya berhasil
membuat teorinya ini diterima, bahkan menjadi sangat populer. Ia juga banyak menerima
penghargaan bergengsi selain Nobel. Pada tanggal 1 Februari 1976 Werner Heisenberg yang
sakit kanker meninggal dunia di rumahnya di Munich.

Pada tahun 1927, Heisenberg mengembangkan suatu teori yang ditentang Einstein habis-
habisan yaitu teori ketidakpastian. Menurut teori ini makin akurat kita menentukan posisi suatu
benda, makin tidak akurat momentumnya (atau kecepatannya) dan sebaliknya. Jadi kita tidak
bisa menentukan letak benda secara akurat. Dengan kata lain benda mempunyai kemungkinan
berada di mana saja. Einstein bilang teori ini tidak masuk akal. Ia menentang teori ini hingga
akhir hayatnya. Mana mungkin kita bisa percaya pada teori yang mengatakan bahwa posisi bulan
tidak menentu, ejek Einstein.
Einstein lebih suka melihat bulan mengorbit secara teratur, “I like to believe that the moon is still
there even if we don't look at it." Einstein juga berargumen bahwa tidak mungkin Tuhan bermain
dadu “God doesn’t play dice” dalam mengatur alam semesta ini.

Walau ditentang oleh fisikawan sekaliber Einstein, rupanya Heisenberg tidak kapok, ia
maju terus mengembangkan teorinya. Usahanya ini tidak sia-sia, akhirnya teori Heisenberg ini
menjadi salah satu fondasi dari mekanika kuantum. Kini mekanika kuantum menjadi
primadonanya fisika. Oleh Feynman, Elektrodinamika kuantum (mekanika kuantum yang
digabung dengan teori relativistik Einstein) dijuluki “the jewel of physics”. Berkat mekanika
kuantum inilah orang dapat mengembangkan berbagai teknologi mutakhir yang ada sekarang ini,
mulai dari TV, kulkas, mainan elektronika, laser, bom atom yang dahsyat, hingga pembuatan-
pembuatan chip-chip komputer super cepat.

8 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika

• Niels Bohr

Niels Bohr (7 Oktober 1885–18 November 1962) adalah seorang ahli fisika dari Denmark
dan pernah meraih hadiah Nobel Fisika pada tahun 1922. 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. Putranya, Aage Niels Bohr, juga penerima Hadiah Nobel.

• Erwin Schrodinger

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger (1887-1961) ialah fisikawan Austria.
Dilahirkan di Wina, Austria-Hongaria. Ibunya berasal dari Inggris dan ayahnya berasal dari
Austria. Ia memperoleh gelar doktor di kota itu di bawah bimbingan mantan murid Ludwig
Boltzmann.

Selama PD I, ia menjadi perwira artileri. Setelah perang ia mengajar di Zurich, Swiss. Di
sana, ia menangkap pengertian Louis Victor de Broglie yang menyatakan bahwa partikel yang
bergerak memiliki sifat gelombang dan mengembangkan pengertian itu menjadi suatu teori yang
terperinci dengan baik. Setelah ia menemukan persamaannya yang terkenal, ia dan ilmuwan
lainnya memecahkan persamaan itu untuk berbagai masalah; di sini kuantisasi muncul secara
alamiah, misalnya dalam masalah tali yang bergetar. Setahun sebelumnya Werner Karl
Heisenberg telah mengemukakan formulasi mekanika kuantum, namun perumusannya agak sulit
dipahami ilmuwan masa itu. Schrödinger memperlihatkan bahwa kedua formulasi itu setara
secara matematis.

Schrodinger menggantikan Max Planck di Berlin pada 1927, namun pada 1933, ketika
Nazi berkuasa, ia meninggalkan Jerman. Dalam tahun itu ia menerima Hadiah Nobel Fisika
bersama dengan Dirac. Pada 1939 sampai 1956 ia bekerja di Institute for Advanced Study di
Dublin, lalu kembali ke Austria.

9 Muhammad Hilal Sudarbi | Sejarah Perkembangan Fisika