Kuliah Fisika Modern 2009

Berikut adalah presentasi kuliah FID201 Fisika Modern di Departemen Fisika, Universitas Airlangga, untuk semester genap 2009.  Kurikulum FID201 secara garis besar dibagi atas relativitas khusus dan mekanika kuantum. Materi yang ada di dalam tulisan ini adalah untuk mekanika kuantum. Catatan kuliah (format buku) untuk sementara diberikan dalam bentuk hardcopy.

Posting ini dipublikasi pertama kali pada 5 Mei 2009 pukul 8:41am.

Continue reading “Kuliah Fisika Modern 2009”

Hujan es, bagaimana mungkin?

Kamis, 5 Maret 2009 kemarin, sebagian Bandung mengalami hujan es. Di awali angin kencang dan petir bersahut-sahutan sekitar pukul 2 siang, kemudian diikuti gerimis yang baru berhenti menjelang maghrib. Saya ingat karena pukul 2 siang itu ditelepon isteri untuk janjian bertemu di perpustakaan pusat ITB. Tidak terjadi hujan es di daerah Sadang Serang (rumah kami di Bandung), Dago, dan sekitar kampus ITB.

Terakhir kali saya mengalami hujan es 13 tahun yang silam, tahun pertama saya merantau di Bandung. Besar-besar, menyakitkan kepala, tapi tetap tidak menghalangi diri untuk menari-nari di antara butiran es itu. Setelah hujan es selesai, halaman kos kami penuh dengan es batu. Kakak saya mengambil beberapa biji, dibersihkan, dan kami membuat pesta teh es.

Bagaimana hujan es dapat turun di kota yang terletak di daerah tropis? Tentu saja dapat, toh buktinya sudah ada hehehe. Yang jelas, proses hujan, di mana pun dan apapun bentuknya ketika sampai di tanah, selalu di mulai sebagai salju seperti tulisan sebelumnya Salju… salju… salju….

Sederhananya, sebagaimana yang ditulis oleh koran USAToday dalam arsip howstuffworks.com, bermula dari angin badai yang terjadi karena adanya perbedaan tekanan yang signifikan antara udara hangat (warm air, temperatur di atas 0° C) dan dingin (cold air, 0° C) — oleh karena itu, badai mengandung angin hangat dan dingin. Angin badai ini bergerak membentuk seperti roti sandwich, udara hangat diapit oleh udara dingin, seperti pada ilustrasi berikut.

Continue reading “Hujan es, bagaimana mungkin?”

Salju… salju… salju…

Tulisan ini pernah diterbitkan di suplemen Cakrawala harian Pikiran Rakyat, sekitar November 2006.

Saat ini di Eropa dan wilayah Utara Bumi memasuki musim dingin. Salah satu fenomena menarik saat musim dingin adalah salju. Menjadi unik karena kristal-kristal es yang lembut dan putih seperti kapas ini hanya hadir secara alami di negeri empat musim atau di tempat-tempat yang sangat tinggi seperti puncak gunung Jayawijaya di Irian. Kenapa salju secara alami tidak bisa hadir di wilayah tropis seperti negeri kita?

Proses terjadinya salju

Untuk menjawab itu, bisa kita mulai dari proses terjadinya salju. Berawal dari uap air yang berkumpul di atmosfir Bumi, kumpulan uap air mendingin sampai pada titik kondensasi (yaitu temperatur di mana gas berubah bentuk menjadi cair atau padat), kemudian menggumpal membentuk awan. asd

Pada saat awal-awal pembentukan awan, massanya jauh lebih kecil daripada massa udara sehingga awan tersebut mengapung di udara – persis seperti kayu balok yang mengapung di atas permukaan air. Namun setelah kumpulan uap terus bertambah dan bergabung ke dalam awan tersebut, massanya juga bertambah, sehingga pada suatu ketika udara tidak sanggup lagi menahannya. Awan tersebut pecah dan partikel airpun jatuh ke Bumi.

Continue reading “Salju… salju… salju…”

Selamat Menempuh Tahun 2009

Pergantian hari yang kita alami diakibatkan oleh gerak rotasi Bumi (gerak gasing/pusing atau spin), sedangkan pergantian tahun diakibatkan oleh gerak orbit Bumi (gerak mengelilingi Matahari). Hari dan tahun adalah satuan fisik yang kita pakai untuk menandakan waktu. Satu hari adalah waktu yang dibutuhkan Bumi untuk berputar satu kali penuh terhadap porosnya; satu tahun adalah waktu yang dibutuhkan Bumi untuk mengitari Matahari satu putaran penuh. Karena Bumi bergerak pada porosnya dan juga mengorbit pada Matahari, definisi satu putaran penuh rotasi bergantung pada acuan yang dipakai. Para astronom mendefinisikan tiga jenis hari: hari sidereal, hari solar, dan hari bulan. Acuan hari yang kita pakai dalam kehidupan praktis adalah yang merujuk pada hari solar, yaitu berdasarkan siang-malam yang dialami Bumi.

Pergantian hari yang kita alami diakibatkan oleh gerak rotasi Bumi (gerak gasing/pusing atau spin), sedangkan pergantian tahun diakibatkan oleh gerak orbit Bumi (gerak mengelilingi Matahari). Hari dan tahun adalah satuan fisik yang kita pakai untuk menandakan waktu. Satu hari adalah waktu yang dibutuhkan Bumi untuk berputar satu kali penuh terhadap porosnya; satu tahun adalah waktu yang dibutuhkan Bumi untuk mengitari Matahari satu putaran penuh. Karena Bumi bergerak pada porosnya dan juga mengorbit pada Matahari, definisi satu putaran penuh rotasi bergantung pada acuan yang dipakai. Para astronom mendefinisikan tiga jenis hari: hari sidereal, hari solar, dan hari bulan. Acuan hari yang kita pakai dalam kehidupan praktis adalah yang merujuk pada hari solar, yaitu berdasarkan siang-malam yang dialami Bumi.

Selain hari dan tahun, satuan waktu yang biasa kita pakai adalah detik.Berbeda dengan hari dan tahun yang nilainya bergantung pada gerak Bumi, satuan detik didefinisikan sebagai lamanya 9.192.631.770 periode gelombang elektromagnetik terkaitdengan transisi yang terjadi antara dua level struktur sangat halus (hyperfine structure) pada keadaan dasar (ground state) atom caesium 133 (Sumber: Walter Benenson, Handbook of Physics, Springer, 2002). Detik menjadi satuan standar untuk waktu. Satuan lainnya yang berangkat dari detik adalah menit (1 menit = 60 detik) dan jam (1 jam = 3600 detik atau 60 menit). Pemilihan angka 60 ini terkait dengan ilmu lingkaran di mana satu lingkaran dibagi atas 360 derajat, tiap enam derajat berasosiasi dengan 1 menit atau 1 detik. Satu hari kemudian didefinisikan sebagai 24 jam, atau 86.400 detik.

Continue reading “Selamat Menempuh Tahun 2009”

Apakah Luas Area itu Vektor?


Ini tulisan yang tertunda lebih dua pekan lamanya. Berawal dari kegiatan “continuous education” guru-guru fisika SMA se-Surabaya yang dituanrumahi oleh Fakultas Sains dan Teknologi Unair tempat saya mengajar. Di salah satu kelas, terjadi diskusi menarik membahas besaran vektor — karena memang materi mekanika menjadi bagian saya.

Permasalahan adalah, apakah luas area itu vektor?

Continue reading “Apakah Luas Area itu Vektor?”