FISIKA, pelajaran apa?

Menurut Prof. Yohanes Surya, M.Sc., Ph.D [Pendiri Surya Institute], Fisika merupakan suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari bagian-bagian dari alam dan interaksi di dalamnya. Secara umum, fisika dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu:

• Fisika Klasik. Fisika klasik berkembang sebelum tahun 1900 mencakup teori, konsep, hukum, dan percobaan dalam tiga bidang: (a). mekanika klasik [mengenai gerak benda pada kecepatan normal, di bawah kecepatan cahaya; (b). thermodinamika [mengenai perpindahan panas, suhu, dan kelakuan dari partikel-partikel dalam jumlah sangat besar]; (c). elektrodinamika [mengenai fenomena listrik, magnet, optik, dan radiasi]

• Fisika Modern. Fisika modern muncul pada awal abad ke-20 mengembangkan teori yang berhubungan dengan fenomena-fenomena alam yang tidak dapat diterangkan oleh fisika klasik. Ada dua buah teori fisika modern yang sangat penting, yaitu teori relativistik einstein yang mampu mnerangkan hubungan antara energi dan massa; dan teori mekanika kuantum yang mampu melukiskan fenomena fisika pada level atom [mikroskopik]

Menurut Depdiknas RI [2003], di dalam buku Pedoman Khusus Pengembangan Silabus dan Penilaian, kurikulum 2004 fisika SMU, disebutkan bahwa Keilmuan fisika mencakup:

• Perangkat keilmuan, meliputi: objek telaah fisika berupa zat, energi, gelombang, dan medan.
• Telaah keilmuan, meliputi: ilmu fisika berupa mekanika, termofisika, gravitasi, akustik, optik, kelistrikan dan kemagnetan, fisika inti, fisika zat padat, geofisika, dan astrofisika.
• Perangkat pengamatan, meliputi: perangkat untuk melaksanakan observasi penelaahanfenomena objek dan kejadian fisis pada daerah makroskopis maupun mikroskopis, yang meliputi alat ukur besaran fisis dan tata kerja dalam pelaksanaan eksperimen.
• Perangkat analisis, meliputi: perangkat pelaksanaan perhitungan terhadap hasil pengukuran yang melibatkan penguasaan fismath [fisika-matematika] seperti trigonometri, aljabar, geometri bidang dan ruang sebagai upaya menelaah bangun ilmu secara akurat.

Akhirnya, keempat perangkat tersebut bersinergi satu sama lain dalam membangun konsep, prinsif, teori, hukum fisika, dan postulat fisika.

Berikut ini penjelasan lebih lanjut tentang Telaah keilmuan fisika yang meliputi:

Mekanika meliputi:

• kinematika: gerak lurus, gerak melingkar, gerak parabola, persamaan gerak [vektor kedudukan, vektor kecepatan, vektor percepatan].
• dinamika: hukum newton, dinamika translasi, dinamika rotasi [besaran sudut, momen gaya, momentum sudut, momen inersia, momen gaya dan percepatan sudut, energi kinetik rotasi];  menggelinding, hukum gravitasi newton
• gaya pegas, usaha, energi, dan daya
• momentum, impuls, dan tumbukan
• statika: kesetimbangan partikel, dan kesetimbangan benda tegar.
• mekanika fluida: fluidastatis [hukum fluda statis, tegangan permukaan zat cair, sudut kontak, kapileritas, viskositas, hukum stokes, kecepatan terminal;  dan fluidadinamis [fluida ideal, aliran garis arus, persamaan kontinuitas, persamaan bernoulli, penerapan asa bernoulli].

Gelombang, gelombang, dan bunyi, meliputi:

• getaran: persamaan getaran harmonis, energi getaran harmonis, superposisi getaran [tak segaris, segaris, tegak lurus].
• gelombang: gelombang berjalan, gelombang stasioner
• bunyi : intensitas bunyi, taraf intensitas bunyi, efek doppler

Optik, meliputi:

• optik geometri: cermin datar, cermin lengkung, lensa cekung dan lensa cembung.
• optik fisis
• refleksi: hukumrefleksi, prinsif fermat, persamaan fresnel, sudut kritis.
• refraksi :
• dispersi: sudut dispersi, aberasi kromatik lensa, warna benda.
• interferensi dan koherensi: percobaan fresnel dan young, interferensi celah ganda, interferensi lapisan tipis, cincin newton.
• difraksi: kisi difraksi, difraksi pada celah tunggal, perbesaran sistem alat optik dibatasi oleh terjadinya difraksi.
• polarisasi: polarisasi dengan penyerapan selektif, polarisasi dengan pemantulan, polarisasi dengan pembiasan ganda, polarisasi dengan hamburan.
• alat-alat optik
• fotometri
• optik fourier

Thermodinamika, meliputi:

• suhu: konversi suhu
• kalor: rambatan/perpindahan kalor
• teori kinetik gas: persamaan gas ideal, tekanan gas ideal, suhu dan energi kinetik partikel gas, teorema ekipartisi energi [derajat kebebasan, energi dalam gas]
• thermodinamika: dinding diatermik dan dinding adiabatik, usaha luar, kapasitas kalor gas, tekanan gas [hukum boyle, hukum gay lussac], usaha dan proses-proses thermodinamika, hukum I thermodinamika, kapasitas kalor gas, siklus termodinamika, hukum II thermodinamika, lemari es dan pendingin ruangan

Magnet-listrik meliputi:

• elektrostatis: hukum coulomb, gaya coulomb, medan listrik, garis medan listrik, energi potensial listrik, potensial listrik, konduktor, kapasitor, dielektrika.
• elektrodinamis : arus listrik, hukum ohm, hambatan, hukum khirchoff I, hukum khirchoff II, susunan hambatan, jembatan wheatstone, susunan tegangan, sumber arus DC, energi dan gaya listrik.
• medan magnetik: medan magnetik dan gaya lorenz, momen gaya pada rangkaian arus listrik, induksi magnetik dan hukum ampere, induksi magnetik arus melingkar, solenoid dan toroid, kawat sejajar  berarus listrik, hukum biot-savart, gaya pada medan magnet, sifat kemagnetan zat, kuat medan magnetik dalam kumparan dan solenoida.
• elektromagnetik : elektromotor
• induksi elektromagnetis: fluks magnet, GGL induksi, GGl induksi diri, hukum faraday, hukum lenz
• transformator
• listrik AC: karakteristik nilai arus dan tegangan [sinusoid, fase, beda fase, diagram fasor, nilai efektif], rangkaian AC [hubungan fase tegangan dan fase kuat arus], rangkaian seri, resonansi, rangkaian resistif-induktif-kapasitif murni, rangkaian induktif dan hambatan, rangkaian kapasitif dan hambatan, rangkaian seri induktor dan kapasitor, rangkaian seri RLC, daya pada rangkaian arus bolak-balik.
• generator DC dan alternator

Fisika modern, meliputi:

• teori relativitas einstein : transformasi galileo, percobaan michelson-morley, postulat einstein, transformasi lorentz, kontraksi panjang lorentz, dilatasi waktu dan massa, energi benda diam dan bergerak.
• dualisme gelombang partikel: teori kuatum planck dan radiasi benda hitam, efek fotolistrik, efek compton, gelombang partikel,  gelombang de broglie, prinsif ketidakpastian heisenberg.
• gelombang elektromagnet: foton, teori maxwell, spektrum gelombang elektromagnetik, energi gelombang elektromagnetik.
• teori atom
• struktur atom : teori atom thomson dan rutherford, spektrum atom hidrogen, teori atom bohr, tingkat energi elektron, bilangan kuantum dan azas larangan pauli, energi ionisasi, ikatan antar molekul [kovalen, ionik].

Fisika inti, meliputi:

• nukleus: energi ikat dan gaya inti
• radioaktivitas : aktivitas pancaran sumber radioaktif, dosis radiasi yang diserap bahan, efek biologis.
• reaksi nuklir [fusi dan fisi]
• teknologi nuklir

Fisika zat padat, meliputi:

• ikatan pada zat padat [kovalen, ion, van der walls, logam, hidrogen],
• pita energi
• penghantar isolator, semikonduktor, semikonduktor intrinsik, semikonduktor ekstrinsik, dan konduktor.
• piranti semikonduktor: diod: diod sambungan [sambunagn p-n, sambunagn n-p, konstruksi diod, karakteristik diod sambungan, diod sebagai penyearah, diod jenis lain; transistor: susunan dasar transistor bipolar, azar kerja transistor, transistor sebagai penguat arus, transistor sebagai penguat tegangan, transistor sebagai saklar.

Astrofisika: bumi sebagai planet, hukum kepler tentang peredaran planet

melalui penerapan fisika dalam berbagai segi kehidupan memberikan keuntungan dalam mengembangkan kemampuan berpikir pemecahan masalah. oleh karena itu, fisika dalam kaitannya dengan eksplorasi mendapat tempat pada kurikulum berbasis kompetensi KBK 2004 disamping sedikit tentang astronomi dan astrofisika diperkenalkan sejalan dengan kemsajuan pemanfaatan energi di alam saat ini.

semua penyajian materi diurutkan mengikuti struktur fisika yang diawali dengan mekanika dan diakhiri dengan fisika mikroskopis dan  terapan fisika yang dalam hal ini disebut fisika antar cabang.

sebagai salah satu mata pelajaran di sekolah, fisika dengan berbagai visi dan misinya yang antara lain berupaya mendidik siswa yang berilmu dan berketerampilan yang unggul ‘open minded’, memiliki etos kerja, melatih melakukan penelitian sesuai proses/metode ilmiah, dan belajar dengan mengaplikasikan pengetahuan terbaiknya, mempunyai sikap disiplin, jujur, dan bertanggungjawab, peka, tanggap dan berperan aktif dalam menggunakan fisika untuk memecahkan problem di lingkungannya.

melalui penguasaan mata pelajaran fisika baik proses, produk, maupun sikap yang baik, siswa diharapkan mampu mengembangkan ilmunya, bertenggang rasa, mampu membina kerja sama yang sinergis demi tercapainya efisiensi dan efektivitas, kualitas serta kesuksesan nyata baginya.

melalui visi dan misi pelajaran fisika seperti yang telah diuraikan di atas, memungkinkan dijalinnya kerjasama berbagai sumber daya dan kemampuan dalam meningkatkan pengalaman, kreasi, inovasi, prestasi, dan ketinggian moral siswa.

Maka tak heran jika akhirnya banyak siswa negara kesatuan republik indonesia yang meraih prestasi gemilang tingkat dunia dalam bidang penguasaan fisika melalui olimpiade fisika internasional atau dikenal ipho [international physics olympiad] untuk anak SMU yang perlombaan ini telah dimulai sejak tahun 1967. Indonesia mulai mengikuti ipho ini sejak tahun 1993 [ipho ke XXIV di virginia USA sampai sekarang] atas bimbingan Prof. Yohanes surya, M.Sc, Ph.D. sejak saat itu juga diraih berbagai medali dari mulai honorable mention, perunggu, perak, dan emas.

Bagimu guru fisika semoga dapat melanggengkan perolehan prestasi kemenangan ipho dan bagimu para siswa di seluruh negara kesatuan republik indonesia semoga suatu saat nanti, melalui fisika kalian ada yang mendapat hadiah nobel fisika, sesuai harapan dari Prof. Yohanes surya, M.Sc, Ph.D.

Selamat berjuang.

Purwakarta, 19 maret 2011

Penulis,

Elbania Ria Tirana, A.Md., S.Pd.

Referensi:

• fisika olympiade [Prof. Yohanes surya, M.Sc, Ph.D.,1996]
• pedoman khusus pengembangan silabus dan penilaian [depdiknas, 2003]