fisika

 FISIKA

Fisika (Bahasa Yunani: φυσικός (physikos), "alamiah", dan φύσις (physis), "Alam") adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Para fisikawan atau ahli fisika 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.

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.

Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.

Daftar isi [sembunyikan] 1 Sekilas tentang riset Fisika 1.1 Fisika teoretis dan eksperimental 1.2 Teori fisika utama 1.3 Bidang utama dalam fisika 1.4 Bidang yang berhubungan 1.5 Teori palsu 2 Sejarah 3 Arah masa depan 4 Lihat pula 5 Pranala luar

[sunting] Sekilas tentang riset Fisika

[sunting] Fisika teoretis dan eksperimental

Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh, sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang sukses.

Gampangnya, 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 dijelaska 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.

[sunting] Teori fisika utama

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 kedua puluh, 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.

Teori	Subtopik utama	Konsep
Mekanika klasik	Hukum gerak Newton, Mekanika Lagrangian, Mekanika Hamiltonian, Teori chaos, Dinamika fluida, Mekanika kontinuum	Dimensi, Ruang, Waktu, Gerak, Panjang, Kecepatan, Massa, Momentum, Gaya, Energi, Momentum sudut, Torsi, Hukum kekekalan, Oscilator harmonis, Gelombang, Usaha, Daya
Elektromagnetik	Elektrostatik, Listrik, Magnetisitas, Persamaan Maxwell	Muatan listrik, Arus, Medan listrik, Medan magnet, Medan elektromagnetik, Radiasi elektromagnetis, Monopol magnetik
Termodinamika dan Mekanika statistik	Mesin panas, Teori kinetis	Konstanta Boltzmann, Entropi, Energi bebas, Panas, Fungsi partisi, Suhu
Mekanika kuantum	Path integral formulation, Persamaan Schrödinger, Teori medan kuantum	Hamiltonian, Partikel identik Konstanta Planck, Pengikatan kuantum, Oscilator harmonik kuantum, Fungsi gelombang, Energi titik-nol
Teori relativitas	Relativitas khusus, Relativitas umum	Prinsip ekuivalensi, Empat-momentum, Kerangka referensi, Waktu-ruang, Kecepatan cahaya

[sunting] Bidang utama dalam fisika

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 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.

Bidang	Sub-bidang	Teori utama	Konsep
Astrofisika	Kosmologi, Ilmu planet, Fisika plasma	Big Bang, Inflasi kosmik, Relativitas umum, Hukum gravitasi universal	Lubang hitam, Latar belakang radiasi kosmik, Galaksi, Gravitasi, Radiasi Gravitasi, Planet, Tata surya, Bintang
Fisika atomik, molekul, dan optik	Fisika atom, Fisika molekul, Optik, Photonik	Optik quantum	Difraksi, Radiasi elektromagnetik, Laser, Polarisasi, Garis spectral
Fisika partikel	Fisika akselerator, Fisika nuklir	Model standar, Teori penyatuan besar, teori-M	Gaya Fundamental (gravitasi, elektromagnetik, lemah, kuat), Partikel elemen, Antimatter, Putar, Pengereman simetri spontan, Teori keseluruhan Energi vakum
Fisika benda kondensi	Fisika benda padat, Fisika material, Fisika polimer, Material butiran	Teori BCS, Gelombang Bloch, Gas Fermi, Cairan Fermi, Teori banyak-tubuh	Fase (gas, cair, padat, Kondensat Bose-Einstein, superkonduktor, superfluid), Konduksi listrik, Magnetism, Pengorganisasian sendiri, Putar, Pengereman simetri spontan

[sunting] Bidang yang berhubungan

Ada banyak area riset yang mencampur fisika dengan bidang lainnya. Contohnya, bidang biofisika yang mengkhususkan ke peranan prinsip fisika dalam sistem biologi, dan bidang kimia kuantum yang mempelajari bagaimana teori kuantum mekanik memberi peningkatan terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di bawah:

Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika penghitungan - Elektronik - Teknik - Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis - Kimia Fisika - Dinamika kendaraan - Fisika Pendidikan

[sunting] Teori palsu

Fusi dingin - Teori gravitasi dinamik - Luminiferous aether - Energi orgone - Teori bentuk tetap

[sunting] Sejarah

Artikel utama: Sejarah fisika. Lihat juga Fisikawan terkenal dan Penghargaan Nobel dalam Fisika.

Sejak zaman 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.

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. Ada pengecualian dan anakronisme: contohnya, pemikir Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari mekanik dan hidrostatik.

Pada awal abad 17, 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.

Dari sejak abad 18 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 ke dalam panas, dan pada 1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panasa 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 adalah cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

[sunting] Arah masa depan

Artikel utama untuk bagian ini adalah: masalah tak terpecahkan dalam fisika

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 berdiri-lama 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 teori juga mencoba untuk menyatikan 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 dimodelkan dengan cara baru. 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:

zodiak

SCORPIO 

Tgl 18 November 2010

(15 November - 21 November)

UMUM

Siapkan diri Anda untuk menghadapi persaingan yang kurang sehat, seseorang mungkin akan menjerumuskan Anda ke dalam suatu masalah. Namun tetap hadapi dengan lapang dada. Ada banyak misteri yang menantang Anda minggu ini, tetapi Anda cukup menikmatinya kok. Apalagi minggu ini masih menjadi minggu Anda sehingga Anda lebih percaya diri dari biasanya.

CINTA

Anda harus bisa melihat bahwa perbedaan itu indah adanya, bukan sebagai bahan perdebatan belaka. Dan Anda juga perlu belajar menerima kekurangan pasangan. Setidaknya jika memang ada sikapnya yang membuat Anda merasa tak nyaman, diskusikan dengan kepala dingin, bukan dengan emosi dan cemburu buta.

KARIER DAN KEUANGAN

Tugas Anda minggu ini adalah sebagai penghubung, oleh sebab itu Anda harus berhati-hati dalam menerima dan menyampaikan informasi kepada orang lain. Waspada terhadap rekan itu hal yang wajar kok, apalagi jika ada yang berusaha menyeret Anda kepada masalah yang cukup pelik. Keuangan: Anda harus lebih bijaksana dalam memutuskan pengeluaran.

DIET

Demam mungkin akan menyerang Anda di minggu ini, hindari buah melon, belimbing, ketimun. Coba santap menu ayam kukus atau tim daging dengan sedikit garam. Dua kali seminggu ya!

NOMER KEBERUNTUNGAN

WARNA KEBERUNTUNGAN

Dasar-Dasar Elektronika Transistor

Dasar-Dasar Elektronika Transistor 

 

Transistor berasal dari kata transfer resistor. Piranti elektronik jenis ini dikembangkan oleh Berdeen, Schokley dan Brittam pada tahun 1948 di perusahaan elektronik Bell Telephone Laboratories. Penamaan ini berdasarkan pada prinsip kerjanya yakni mentransfer atau memindahkan arus.

Sebuah transistor digambar dalam bentuk symbol :

Transistor memiliki 3 kaki, yakni: Basis ( B ), Collector ( C ) dan Emitor ( E ).

Kaki kolektor pada transistor NPN selalu berada pada kutub positip, sedang kaki kolektor pada transistor PNP selalu pada kutub negatif. Sebuah transistor selalu diberikan kode – kode tertentu sesuai dengan pabrik pembuatnya maupun fungsi transistor.

Huruf pertama menyatakan bahan semikonduktor yang digunakan untuk membuat transistor.

A = Germanium B = Silicon C = Arsenida Galium D = Antimonida Indium R = Sulfida Cadmium

Huruf kedua menyatakan fungsi penerapannya pada rangkaian elektronika.

A = dioda detector, dioda pencampur , dioda kecepatan tinggi.

B = dioda kapasitas variable

C = transistor frekuensi renadah

D = transistor daya frekuensi rendah

E = dioda terobosan

F = transistor frekuensi radio, bukan daya

G = macam ragam keperluan ( multiperpose )

L = transistor daya frekuensi rendah

N = kopling foto

P = dioda radiasi seperti dioda foto, transistor foto

Q = generator radiasi seperti LED

R = piranti kemudi dan saklar seperti TRIAC

S = transistor sakalr daya rendah

T = piranti kemudi dan switching seperti TRIAC

U = transistor saklar daya tinggi

X = dioda pengganda

Y = penyearah,dioda efisiensi atau penyondol (booster)

Z = dioda Zener, pengatur ( regulator )

Huruf atau angka yang lain menyatakan nomor seri.

Untuk transistor buatan Amerika kode yang biasa digunakan adalah :

1N , 2N , dlsb. Sedang buatan Jepang menggunakan kode : 2SA , 2SB , 2SC.

Secara phisik bentuk sebuah transistor seperti gambar di bawah ini :

Dalam rangkaian elektronika transistor banyak digunakan sebagai penguat , penyearah, pencampur, oscillator, saklar elektronik dll.

• Sebagai penguat transistor digunakan untuk menguatkan tegangan, arus serta daya, baik bagi arus bolak – balik maupun searah.
• Sebagai penyearah, transistor digunakan untuk mengubah tegangan bolak – balik menjadi tegangan searah.
• Sebagai pencampur, transistor digunakan untuk mencampur dua macam tegangan bolak – balik atau lebih yang mempunyai frekuensi berbeda.
• Sebagai oscillator,transistor digunakan untuk membangkitkan getaran – getran listrik.
• Sebagai saklar elektronik, transistor digunakan untuk menyambung putuskan rangkaian elektronika.

Pengujian Transistor

Pada dasarnya transistor merupakan dua dioda yang dipertemukan, sehingga cara pengujian transistor hampir sama dengan pengujian dioda. Pengujian transistor dibedakan menjadi dua, yakni jenis NPN dan jenis PNP.

Berikut ini diberikan table tentang hasil pengujian transistor yang dinyatakan baik.

Adapun langkah – langkah pengujian transistror NPN adalah :

• Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan .
• Mengarahkan saklar jangkah pada posisi ohm, misal pada posisi X1.
• Menempelkan colok hitam pada kaki Basis ( B ) dan colok merah pada kaki Emiter ( E ).
• Apabila jarum penunjuk bergerak maka transistor dinyatakan baik.
• Selanjutnya memindahkan colok merah pada kaki Kolektor ( C ).
• Apabila jarum penunjuk bergerak maka transistor juga dinyatakan baik.
• Sedang apabila dalam pengujian transistor jarum penunjuk tidak bergerak maka transistor dinyatakan rusak
• Selanjutnya apabila pengujian dibalik, yakni colok merah pada kaki Basis ( B ), sedang kaki Emiter ( E ) dan kaki Kolektor ( C ) dihubungkan dengan colok hitam secara bergantian, maka jika jarum penunjuk bergerak, transistor dinyatakan rusak, kemungkinan bocor.

Kembalikan perlengkapan pengujian pada tempat semula.

Langkah – langkah pengujian transistor PNP

• Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan .
• Mengarahkan saklar jangkah pada posisi ohm, misal pada posisi X1.
• Menempelkan colok merah pada kaki Basis ( B ) dan colok hitam pada kaki Emiter ( E ).
• Apabila jarum penunjuk bergerak maka transistor dinyatakan baik.
• Setelah itu memindahkan colok hitam pada kaki Kolektor ( C ).
• Jika jarum bergerak maka transistor dinyatakan baik.Jika dalam pengujian meter tidak bergerak sama sekali, maka transistor dinyatakan rusak / putus.
• Kemudian jika pengujian dibalik yakni colok hitam pada kaki Basis ( B) sedang kaki Emiter ( E ) dan Kolektor ( C ) dihubungkan dengan colok merah secara bergantian, maka jika jarum bergerak, transistor dinyatakan rusak.
• Apabila jarum bergerak menunjukkan nilai ohm yang rendah, maka dapat dipastikan bahwa transistor dalam kondisi bocor.
• Rapikan kembali perlengkapan pengujian

Pengujian diatas berlaku bagi transistor yang terbuat dari bahan Germanium maupun bahan Silicon.

Jika transistor terbuat dari bahan Germanium maka saklar jangkah ukur diarahkan pada posisi x 10. Namun jika terbuat dari bahan Silicon, saklar jangkah diarahkan keposisi x 1K.

Menentukan jenis transistor silicon atau germanium

• Tempatkan ohm meter pada posisi X1K
• Ukur antara kaki kolektor dan emitor, jika jarum penunjuk bergerak arah bolak – balik artinya transistor germanium ( Ge ) namun jika tidak bergerak artinya transistor silikon ( Si ).

Menentukan transistor germanium ( Ge )

Menentukan transistor silicon ( Si )

Kerusakan – kerusakan yang sering terjadi pada transistor:

• Adanya pemutusan hubungan dari rangkaian elektronik.
• Terjadinya konseleting/ hubung singkat antar elektroda transistor.
• Terjadi kebocoran diantara electrode – electrode transistor.

Adapun penyebab terjadinya kerusakan pada sebuah transistor adalah:

• Penanganan yang tidak tepat saat pemasangan pad rangkaian.
• Transistor terlalu panas karena suhunya melebihi batas maksimal kemampuannya. Bagi transistor dari bahan Germanium suhu maksimal ± 750C sedang transistor Silicon suhu maksimal mencapai ± 1500C.
• Kesalahan pengukuran.
• Pemasangan yang salah pada rangkaian.