10 Fisikawan Terhebat Sepanjang Sejarah

Berdasarkan hasil polling Majalah Fisika Dunia di tahun 1999, terdapat 10 orang fisikawan yang terhebat dan mengubah fisika serta dunia. Dari para tokoh-tokoh tersebut melalui teori yang ditemukannya, dunia telah berubah drastis. Dari peralatan kapak, kendaraan kuda, komunikasi merpati, hingga pesawat terbang, ponsel, notebook, kamera dan masih banyak lagi.

Berikut 10 Fisikawan terhebat sepanjang sejarah:

1. Albert Einstein : Mekanikan Quantum : General Relativity, Fotolistrik, “bom atom” E=mc2. Albert Einstein (14 Maret 1879–18 April 1955) adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan "pengabdiannya bagi Fisika Teoretis".

2.  Isaac Newton : Mekanika Klasik : Hukum Newton, Gravitasi, Cahaya. Isaac Newton adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi dan juga ahli kimia yang berasal dari Inggris. Ia juga ilmuwan paling besar dan paling berpengaruh yang pernah hidup di dunia, lahir di Woolsthrope, Inggris, tepat pada hari Natal tahun 1642, bertepatan tahun dengan wafatnya Galileo. Seperti halnya Nabi Muhammad, dia lahir sesudah ayahnya meninggal Beliau merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika

modern.

 3.  James Clerk Maxwell : relasi listrik-magnet (Gauss, Faraday, Bio-Savart dan Ampere) Fisikawan Inggris kesohor James Clerk Maxwell ini terkenal melalui formulasi empat pernyataan yang menjelaskan hukum dasar listrik dan magnit. Kedua bidang ini sebelum Maxwell sudah diselidiki lama sekali dan sudah sama diketahui ada kaitan antar keduanya. Namun, walau pelbagai hukum listrik dan kemagnitan 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 magnit.

4. Niels Bohr : Atom Bohr (fisika klasik –> fisika quantum) Dialah Niels Henrik David Bohr yang lahir tahun 1885 di Kopenhagen. Di tahun 1911 dia raih gelar doktor fisika dari Universitas Copenhagen. Tak lama sesudah itu dia pergi ke Cambridge, Inggris. Di situ dia belajar di bawah asuhan J.J. Thompson, ilmuwan kenamaan yang menemukan elektron. Hanya dalam beberapa bulan sesudah itu Bohr pindah lagi ke Manchester, belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya menemukan nucleus (bagian inti) atom. Adalah Rutherford ini yang menegaskan (berbeda dengan pendapat-pendapat sebelumnya) bahwa atom umumnya kosong, dengan bagian pokok yang berat pada tengahnya dan elektron di bagian luarnya. Tak lama sesudah itu Bohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal tentang struktur atom.


5.  Werner Heisenberg :( Ketidakpastian). Di tahun 1925 Werner Heisenberg mengajukan rumus baru di bidang fisika, suatu rumus yang teramat sangat radikal, jauh berbeda dalam pokok konsep dengan rumus klasik Newton. Teori rumus baru ini --sesudah mengalami beberapa perbaikan oleh orang-orang sesudah Heisenberg--sungguh-sungguh berhasil dan cemerlang. Rumus itu hingga kini bukan cuma diterima melainkan digunakan terhadap semua sistem fisika, tak peduli yang macam apa dan dari yang ukuran bagaimanapun.




6. Galileo Galilei :( Pendobrak Doktrin Agama vs Saintis) Ilmuwan Itali besar ini mungkin lebih bertanggung jawab terhadap perkembangan metode ilmiah dari siapa pun juga. Galileo lahir di Pisa, tahun 1564. Selagi muda belajar di Universitas Pisa tetapi mandek karena urusan keuangan. Meski begitu tahun 1589 dia mampu dapat posisi pengajar di universitas itu. Beberapa tahun kemudian dia bergabung dengan Universitas Padua dan menetap di sana hingga tahun 1610. Dalam masa inilah dia menciptakan tumpukan penemuan-penemuan ilmiah.



7.  Richard Feynman : (Elektrodinamika Quantum) Richard Philips Feynman, Pria berdarah Yahudi ini dilahirkan pada 11 Mei 1918 di Far Rockaway, New York, Amerika Serikat. Ayahnya seorang penjual pakaian seragam militer. Ia mendidik Feynman dengan beraneka ragam ilmu pengetahuan alam. Hal ini ternyata memancing sifat ingin tahu yang besar dari Feynman muda yang kemudian berperan besar dalam kariernya kelak. Saat berusia 12 tahun, Feynman muda memiliki laboratorium yang dibuatnya sendiri. Dia membuat percobaan listrik, membuat radio sederhana, sampai menjadi teknisi radio panggilan amatir dalam laboratoriumnya.


8. Paul Dirac (Statistik Fermi-Dirac, Relativitas khusus X Relativitas Umum) Lebih dari seratus tahun yang lalu, tepatnya pada 8 Agustus 1902, lahirlah seorang anak yang diberi nama Paul Andrien Maurice Dirac di Bristol Inggris. Siapa sangka di kemudian hari anak yang bernama Paul Dirac ini akan menjadi fisikawan besar Inggris yang namanya dapat disejajarkan dengan Newton, Thomson, dan Maxwell. Melalui teori kuantumnya yang menjelaskan tentang elektron, Dirac menjelma menjadi fisikawan ternama di dunia dan namanya kemudian diabadikan bagi persamaan relativistik yang dikembangkannya yaitu persamaan Dirac. Tulisan ini dibuat untuk mengenang kembali perjalanan kariernya yang cemerlang dalam bidang fisika teori.

9. Erwin Schrodinger 1887-1961  ( Fungsi persamaan gelombang mekanikan kuantum)  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.Schrödinger 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.

 10.  Ernest Rutherford : Teori atom (proton, elektron, neutron), fisika inti. Ernest Rutherford lahir pada tanggal 30 Agustus 1871, di Nelson, Selandia Baru, Ayahnya James Rutherford dari Skotlandia adalah seorang tukang roda, yang bermigrasi ke Selandia Baru dengan kakek dan seluruh keluarganya pada tahun 1842. Ibunya, née Martha Thompson, adalah seorang guru sekolah di Inggris. Ernest menerima pendidikan awal di sekolah pemerintah Nelson Collegiate School pada usia 16 tahun. Pada tahun 1889 ia mendapat beasiswa Universitas dan ia pindah ke Universitas di Selandia Baru, Wellington, di mana ia masuk Canterbury College *.

Kunjungi juga : http://mymasdep.blogspot.com/

Yuk Belajar dan Mengambil Pelajaran dari Salah Satu Makhluk Allah yang terkecil

Penemuan Elektron

Pandanglah sebuah benda di hadapan anda. Katakanlah itu sebuah sendok yang terbuat dari besi. Bayangkanlah anda membelah sendok itu. Apa yang terjadi jika salah satu potongan itu kita belah lagi dan kemudian kita ambil potongan yang lebih kecil kemudian kita belah lagi dan seterusnya ?  Democritus berpendapat bahwa proses pembelahan itu suatu ketika akan berhenti di mana saat itu kita akan mendapatkan zat yang tidak bisa terbagi lagi yang dinamakan Atom oleh Democritus ( a = tidak ; thomos = terbagi). Ini menandai lahirnya istilah Atom. Namun saat itu masih bersifat filsafat belum secara ilmiah.

Teori atom secara ilmiah pertama kali diperkenalkan oleh seorang kimiawan Inggris yang bernama John Dalton. Namun pendapat bahwa atom adalah bagian terkecil dari suatu zat yang tak dapat terbagi tetap dibenarkan oleh Dalton. Pendapat ini bertahan cukup lama sampai ditemukan elektron pertama kali oleh JJ Thompson pada tahun 1897 dengan percobaan tabung hampa di Laboratorium Cavendish Universitas Cambridge.

Ia menyelidiki teka teki lama yg disebut sinar katoda. Percobaannya mendorong untuk mengajukan gagasan berani : “ sinar misterius itu adalah aliran partikel yang jauh lebih kecil dari pada atom ;aliran partikel tersebut secara fakta adalah serpihan-serpihan atom yang teramat kecil”. Ia menyebut partikel-partikel ini "butiran-butiran", dan menyarankan bahwa butiran-butiran tersebut mungkin penyusun materi dalam atom. Terasa mengejutkan untuk membayangkan bahwa terdapat partikel dalam atom - kebanyakan orang memikirkan bahwa atom tak terbagi, yakni satuan paling kecil dari materi. Partikel itu kemudian diberi nama elektron. Elektron bermuatan negatif.

Jika atom yg netral bisa memancarkan elektron yang bermuatan negatif, tentu saja atom mengandung sesuatu yang bermuatan positif. Thomson kemudian mengemukakan model atomnya yg sering disebut model atom roti kismis yang bunyinya: “ Atom terdiri dari bola pejal yang bermuatan positif dengan elektron yang bermuatan negatif tersebar merata di atas permukaannya sehingga secara keseluruhan atom bermuatan netral”. Disebut roti kismis, karena bola pejalnya serupa dengan roti dan elektronnya dianalogikan dengan kismis. Sejak saat itu anggapan bahwa atom adalah partikel yang tidak terbagi menjadi gugur, namun istilah atom tetap terpakai sekalipun maknanya tidak lagi sesuai dengan arti asal nama tersebut. Dan sejak itu dikenallah istilah elektron.

Elektron memiliki massa (m) sekitar 1,6 x 10^-27 kg  (0,0000000000000000000000000016 kg) dan muatan (q) sekitar -1,6 x 10^-19 coulomb (-0,00000000000000000016 C). Untuk saat ini elektron dikenal sebagai salah satu partikel  dengan massa dan muatan terkecil . Elektron masuk dalam keluarga lepton . Partikel dalam keluarga lepton bersifat fermion (memiliki spin ½) berinteraksi elektromagnetik, nuklir lemah, dan gravitasi namun tidak berinteraksi nuklir kuat seperti halnya partikel dalam keluarga quark.

Dalam perkembangannya model atom Thomson juga terkoresi, namun tidak menafikkan keberadaan elektron. Model atom berikutnya berturut turut adalah model atom Rutherford, model atom Bohr dan model atom Mekanika Kuantum.Meski elektron sangat kecil namun peranannya sangat berarti. Atom yang kehilangan 1 elektron akan bermuatan +1, kehilangan2 elektron bermuatan -2 kelebihan 1 elektron akan bermuatan -1 dan seterusnya dengan perbedaan jenis muatan akan berbeda sifatnya. Bermuatan +2 dan bermuatan -1 hanyalah berbeda 3 elektron namun sifatnya bisa jauh berbeda.

Sifat Elektron Di Dalam Atom

Ternyata keberadaan elektron di dalam atom menyerupai planet di dalam tatasurya. Jika planet mengelilingi matahari, maka elektron elektron di dalam atom mengelilingi inti atom pada lintasan lintasan tertentu. Lintasan lintasan tertentu itu disebut dengan kulit kulit. Kulit yang pertama (n =1) dinamakan kulit K. Kulit dengan n =2 dinamakan kulit L, kulit dengan n = 3 dinamakan kulit M dan seterusnya, dengan n disebut juga bilangan kuantum utama. Kulit K adalah keadaan dengan energi terendah  keadaan yang paling stabil disusul kulit kulit berikutnya. Keberadaan elektron di dalam atom tersusun dengan konfigurasi yang sangat teratur. Sejatinya semua elektron ingin menempati keadaan dengan energi yang terendah (paling stabil) yaitu kulit K. Namun terbentur dengan aturan bahwa kulit K hanya boleh maksimal ditempati oleh 2 elektron, Kulit L dengan 8 elektron dan kulit kulit selanjutnya dengan jumlah yang telah tertentu batasannya. Elektron begitu patuh dengan aturan ini. Selama elektron tetap berada di lintasannya maka elektron tidak akan kehilangan energi ataupun mendapatkan energi. Namun yang menarik adalah elektron ternyata dapat berpindah lintasan asalkan tempat yang didatangi tersebut belum mencapai batasan maksimal untuk ditempati dengan cara elektron tersebut melepaskan atau menerima energi dalam jumlah tertentu. Misalnya sebuah elektron yang berada pada kulit M dalam sebuah atom hidrogen dapat berpindah ke kulit K dengan memancarkan energi sebesar  12,09 elektronvolt (eV), namun sebaliknya elektron dari kulit K dapat kembali ke kulit M jika mendapatkan energi sebesar 12,09 eV.

Bilangan kuantum utama (n) bukanlah satu satunya yang mengatur konfigurasi elektron. Selain itu terdapat juga bilangan kuantum orbital (l) yang mengatur seberapa besar perkalian antara massa dikali kecepatan dikali jarak tegak lurus ke inti atom yang dalam fisika disebut dengan besar momentum sudut. Semakin besar bilangan kuantum orbital (l) semakin besar pula momentum sudutnya yang artinya semakin besar perkalian antara antara kecepatan dan jarak tegak lurus ke inti atom mengingat massa elektron tak berubah. Bilangan kuantum berikutnya adalah bilangan kuantum magnetik (m) yang mengatur arah orientasi dari orbit elektron saat mengelilingi inti atau arah momentum sudutnya. Apa itu orientasi orbit? Mari melihat aturan tangan kanan di bawah

Pada gambar (a) saat sebuah benda bergerak pada bidang datar berlawanan putaran jarum jam maka orentasinya adalah ke atas. Pada gambar (b) arah orbit ditentukan dengan empat jari tangan kanan sedangkan arah ibu jari tangan kanan menunjukkkan arah orientasinya. Dengan mudah kita bisa mempraktekkan bahwa jika kita mengubah arah empat jari searah dengan jarum jam, maka arah ibu jari atau orientasi menghadapake bawah. Oleh sebab itu arah putaran berlawanan  jarum jam disebut arah  positif (+) sedangkan yang searah jarum jam disebut arah negatif (-) yang ini juga berlaku dalam matematika. SubhanalLah saat seorang muslim tawaf mengelilingi ka’bah berlawanan arah jarum jam (arah positif) sesungguhnya orientasinya adalah bukan ke ka’bah tetapi ke pemilik ka’bah dan pemilik alam semesta ini yaitu Allah..

                Elektronpun saat mengelilingi inti cenderung berputar dengan arah positif dengan acuan arah magnetik yang diberikan. Karena dengan arah positif itulah dia akan memiliki energi yang rendah dibandingkan arah negatif. Ambil contoh elektron yang memiliki bilangan kuantum orbital l =3, akan terbuka kemungkinan memiliki nilai bilangan kuantum magnetik m = +3 , +2, +1, 0, -1, -2, -3. Dalam aturan konfigurasi elektron maka yang pertama harus terisi terlebih dahulu adalah + 3, +2, +1 dst sampai -3. Semakin positif nilai m, maka semakin rendah energinya dan semakin menuju vertikal ke atas (jika kita mengarahkan medan magnetik vertikal ke atas) . Artinya   antara +3 semakin hampir sejajar dengan garis vertikal atas dibanding dengan +2 . Nilai m = 0 artinya orientasinya tegak lurus terhadap vertikal atau orientasinya horizontal. Nilai m yang negatif artinya orientasinya ke bawah atau menjauhi arah medan magnetik yang diberikan.  Gambar di bawah adalah contoh untuk elektron yang memliliki l =2 dengan kemungkinan m = +2, +1, 0, -1, -2

                Adapun bilangan kuantum spin menentukan (s) menetukan momentum sudut spin (rotasi) dari elektron yang bisa spin up dan bisa spin down.

                Ada beberapa hal yang bisa dipetik dari sifat elektron

1. Elektron di dalam atom begitu taat mengikuti aturan Allah untuk mengorbit (tawaf) mengelilingi atom.

2. Dalam mengorbit dia akan selalu berusaha dalam kedaan yang paling stabil atau dengan energi yang serendah rendahnya. Ini mengisyaratkan penghambaan yang total kepada khalik yang menciptakan alam semesta. Sering  bersujud di hadapan Allah swt yang secara ritual dengan meletakkan kepala sejajar dengan kaki adalah salah satu bentuk upaya untuk menstabilkan jiwa mengembalikan manusia kepada fitrahnya.

3. Elektron juga memberikan pelajaran kepada kita bahwa dengan mengikuti aturan yang positif maka ia sesungguhnya itu adalah bentuk yang paling stabil . Dan jika kita memilih aturan negatif maka ini akan menjadi tidak stabil dan semakin menjauhkan dari fitrahnya.

4. Elektron tidak rakus. Seperti contoh yang diberikan di atas jika elektron hendak berpindah lintasan dari kulit K ke kulit M, ia membutuhkan energi 12,09 eV. Bagaimana jika ia mendapat energi 13,00 eV? Yang diambil tetaplah 12,09 eV sesuai kebutuhannya, adapun yang 0,91 eV kembali dilepaskannya.

5. Meski kecil keberadaan elektron dalam atom sangatlah penting. Jika atom kehilangan 1 elektron maka sifatnya jadi berbeda jika kelebihan 1 elektron padahal elektron sangatlah kecil.

Sesungguhnya masih banyak hal yang belum terungkap dari elektron demikian pula pelajaran yang bisa diambil dari elektron tersebut. Namun sebagai pengenalan awal saya cukupkan sampai di sini dulu semoga menambah wawasan keilmuwan kita sekaligus mengakui kebesaran Allah bahwa tiada hal yang diciptakanNya sia sia bagi kaum yang berfikir (Ulil Albab). Dan juga kita berlindung dari azab Allah. Allah berfirman dalam surah Ali Imran (3) ayat 190 sd 194 yang artinya:

“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi Ulil Albab (orang-orang yang berakal)”
“(yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata): "Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia, Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka.”
“Ya Tuhan kami, sesungguhnya barangsiapa yang Engkau masukkan ke dalam neraka, maka sungguh telah Engkau hinakan ia, dan tidak ada bagi orang-orang yang zalim seorang penolongpun.”
“Ya Tuhan kami, sesungguhnya kami mendengar (seruan) yang menyeru kepada iman, (yaitu): "Berimanlah kamu kepada Tuhanmu", maka kamipun beriman. Ya Tuhan kami, ampunilah bagi kami dosa-dosa kami dan hapuskanlah dari kami kesalahan-kesalahan kami, dan wafatkanlah kami beserta orang-orang yang banyak berbakti.”
“Ya Tuhan kami, berilah kami apa yang telah Engkau janjikan kepada kami dengan perantaraan rasul-rasul Engkau. Dan janganlah Engkau hinakan kami di hari kiamat. Sesungguhnya Engkau tidak menyalahi janji."

Semoga catatan ini bermanfaat bagi kita semua dan membawa keberkahan . Amiin.
Dalam kesempatan ini pula saya menyampaikan:
“Taqobbalallahu minna waminkum. Minal Aidin Wal Faizin
Selamat Hari raya Idul Fitri 1434 H
Mohon maaf lahir dan batin “

Bekasi ,malam 6 Syawal 1434 H / 12 Agustus 2013 M

M Taufiq Tamam

Kunjungi juga : http://mymasdep.blogspot.com/