Memulai tahun 2016 dengan hari Jumat

Hari Jumat adalah hari besar, bukan karena pada hari itu dimulai dengan huruf J yang merupakan simbol momentum angular total (momentum angular orbital plus momentum angular spin, alias LS-coupling).

Kebesaran hari Jumat ditandai oleh kewajiban salat Jumat bagi kami kaum muslimin.

Kebesaran hari Jumat ditandai oleh hari kemerdekaan bangsa Indonesia dari penjajahan fisik oleh bangsa Belanda dan Jepang.

Mungkin masing-masing kita punya tambahan indikator kenapa hari Jumat adalah hari besar. Mungkin juga sebagian kita membantah.

“Ah, itu hanya kebetulan…” Tapi sayangnya dalam fisika tidak berlaku yang namanya kebetulan. Salah satu prinsip dasar sains (termasuk fisika), adalah prinsip sebab-akibat (causality principle) yang kalau dimatematiskan disebut sebagai hukum ketiga Newton.

Continue reading “Memulai tahun 2016 dengan hari Jumat”

Mana fisikamu?

Pertanyaan tersebut kembali terulang saat saya menjadi penguji sidang proposal tugas akhir di Departemen Fisika, Universitas Airlangga, Desember 2015 ini.

Bagi mereka yang ikut menonton sidang-sidang yang saya yang menjadi pengujinya mungkin akan mengingat bahwa itu adalah pertanyaan pertama saya.

Proposal-proposal tugas akhir yang disajikan kepada saya oleh para mahasiswa fisika tersebut sama sekali tidak menghadirkan prinsip, atau hukum, atau teori apa dari fisika yang akan mereka gunakan untuk melakukan penelitian.

Mereka adalah para mahasiswa fisika yang berbicara dengan lidah non-fisika. Padahal paling tidak tiga tahun lamanya mereka dilatih berbicara dengan lidah fisika sebelum membuat proposal tugas akhir.

Universitas adalah tempat kita menempa diri untuk memiliki perangai ilmiah. Dan mereka-mereka ini adalah calon-calon sarjana yang akan mengalami krisis identitas keilmiahan.

Persis seperti yang diulas di blog physicsworld.com kemarin: solving your scientific identity crisis.

Continue reading “Mana fisikamu?”

Kalkulus Vektor

rusydi-course-2015-fit303-1-cover

Pengalaman mengajar kuliah Listrik dan Magnet tahun 2007 — 2010 menunjukkan bahwa lebih baik menghabiskan waktu dan tenaga lebih banyak untuk membahas vektor kalkulus.

Medan elektrostatik, medan elektrodinamik, dan teori elektrodinamika bakalan lebih mudah kita pahami kalau dari awal kita sudah mengerti kalkulus vektor.

Parameter mengerti kalkulus vektor untuk keperluan kuliah ini ada dua, yaitu:

  1. Kita mengerti secara geometris teorema fundamental kalkulus untuk operasi gradien, operasi divergensi, dan operasi curl.
  2. Kita mengerti argumen teorema Helmholtz yang menjadi dasar dari teori medan vektor.

Itu saja. Continue reading “Kalkulus Vektor”

Apakah bulan masih di sana saat kita tidak melihatnya?

rusydi-course-2015-fit301-1-mind-mappingItulah pertanyaan Einstein kepada David Mermin yang kemudian dipublikasikan oleh Mermin di majalah Physics Today, April 1985, halaman 38–47.

Is the moon there when nobody looks?

Seperti pertanyaan mengada-ngada, tapi itulah ilustrasi paling tepat menggambarkan kondisi teori kuantum.

Teori kuantum dibangun berdasarkan hipotesis bahwa partikel memiliki identitas gelombang dan sebaliknya gelombang memiliki identitas partikel. Hipotesis ini bukannya tanpa argumen ilmiah, justru hanya dengan hipotesis ini sejumlah fenomena seperti radiasi benda hitam, efek fotolistrik, dan spektrum atom hidrogen dapat dijelaskan dengan utuh.

Tapi, dibalik kedahsyatannya, teori kuantum masih menyimpan banyak persoalan — terutama pada level filosofi. Teori kuantum tidak memberi kepastian, dia cuma menghitung kemungkinan.

Bahwa bulan itu mungkin ada di sana pada waktu t dan posisi x dengan tingkat kepastian sekian persen.

Continue reading “Apakah bulan masih di sana saat kita tidak melihatnya?”

Lima Konsep Dasar Termodinamika dari Gas Ideal

rusydi-course-2015-fit204-1-cover

Setelah membaca tiga bab pertama buku Physical Chemical (edisi ke-9) karya Peter Atkins yang tersohor itu, serta menyimak catatan kuliah dan video kuliah Thermodynamics and Kinetic dari MIT Open Course Wire, saya menyimpulan bahwa saya butuh lima konsep dasar termodinamika untuk kelas yang sedang saya ajar sekarang ini.

Kelima konsep dasar itu adalah (1) pendefinisian sistem dan lingkungan, (2) persamaan keadaan untuk mendeskripsikan sistem, (3) kesetimbangan mekanik, (4) kesetimbangan termal, dan terakhir (5) lintasan perubahan keadaan.

Kelima konsep ini saya gunakan pada gas ideal untuk memberikan ilustrasi bagaimana konsep-konsep dasar tersebut terpakai dalam termodinamika.

Continue reading “Lima Konsep Dasar Termodinamika dari Gas Ideal”