03 aksara fisika
TRANSCRIPT
8/23/2011
1
Aksara, Besaran & Satuan
dalam Fisika
Kuliah Sejarah Fisika (03)
Rachmad Resmiyanto
http://rachmadresmi.blogspot.com
1Rachmad Resmiyanto
Aksara Jawa
2Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
3
AAmpere: satuan arus listrika: akselerasiBil. massa
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
4
BBiot-savart:
medan induksi magnet
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
5
CCoulomb:
satuan muatan listrik
C: kecepatan cahaya
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
6
DMedan listrik
pergeseranDistance: jarak
Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
2
Aksara latin
7
EEnergiElectric fielde: muatan
listrik elektron
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
8
FForcef: frekuensi
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
9
GTetapan
gravitasi Newtong: percepatan
gravitasiRachmad Resmiyanto
Aksara latin
10
HMedan magnet (akibat
arus listrik)Henry: satuan
induktansih: tetapan Planck
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
11
IArus listriki = bilangan imajiner
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
12
JJoule = satuan energiRapat arus listrik
Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
3
Aksara latin
13
KBiasa sbg lambang
suatu konstantak = tetapan
Boltzmann
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
14
LMomentum sudutBilangan kuantum
orbitalLiterLength =panjang
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
15
MMassaMetermagnetisasi
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
16
NNewton=satuan
gayaJml partikel dalam
moln= bil. kuantum
utamaRachmad Resmiyanto
Aksara latin
17
OOhm : satuan
hambatan
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
18
PPower: dayaPressure: tekananMomentum linearMomen dipol listrik
Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
4
Aksara latin
19
QUsaha
(termodinamika)q: muatan listrik
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
20
RRange: jarakJejari lingkaran
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
21
S second: detikSpin (kuantum)Entropi
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
22
TTime: waktuTemperatur: suhuTesla: satuan
induksi magnetik
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
23
UEnergi dakhil
(termodinamika)Massa atomik
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
24
VVelocity: kecepatanVolt: potensial
listrikTenaga Potensial
Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
5
Aksara latin
25
WWork: usahaWatt: satuan daya
Rachmad Resmiyanto
Aksara latin
26
XYZX: lambang kimiawi
jenis nuklidaY: modulus YoungZ: bil. AtomXYZ: koordinat
Cartesan Rachmad Resmiyanto
Aksara yunani
27Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
28Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
29Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
30Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
6
Angka Arab
31Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
32Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
33Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
34Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
35Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
36Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
7
Angka Arab
37Rachmad Resmiyanto
Angka Arab
38Rachmad Resmiyanto
Suatu kali, tiap-tiap kali kita
bekerja dengan persamaan-
persamaan matematika,
acapkali kita lupa bahwa
persamaan-persamaan itu
berdiri teguh di atas segala
rupa dalam fisika
39Rachmad Resmiyanto
Formula di Alam
• Apakah formula itu benar-benar nyata ada di alam?
– Formula HANYALAH alat bantu untuk mengerti bagaimana alam
ini bekerja.
– Jadi adakah formula di alam? Jawabannya: TIDAK ADA.
– Simbol adalah wakilan objek riil dan interaksinya
• Apakah formula itu yang mengatur realitas?
– Sangat naif jika kita percaya bahwa realitas diatur oleh formula
– Sangat naif jika kita percaya bahwa dunia fisis mematuhi formula
yang kita tulis
40Rachmad Resmiyanto
Simbol “=”
• Simbol “=” mewakiliki 2 segmen yang sama panjang
“…to avoide the tediouse repetition of these woordes: is
equal to: I will sette [a pair of] lines of one lengthe, thus:
= bicause noe 2 thinges can be moare equalle…”
Robert Recorde, 1543
( The originator of “ = ” )
41Rachmad Resmiyanto
Huruf
• Pada 1637, Rene Descartes dalam La Geometrie
menggunakan huruf-huruf dalam abjad akhir untuk
“sesuatu yang tak diketahui”, yakni x
huruf-huruf dalam awal abjad untuk besaran yang
diketahui, yakni, a,b,c
• Descartes mengenalkan persamaan ax + by = c, yang
digunakan untuk menjelaskan persamaan garis.
42Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
8
Simbol phi
• Simbol “ π ” dipopulerkan oleh Euler 1748
“Introductio in Analysin Infinitorum”.
Simbol ini dipilih sebab merupakan huruf pertama dalam
kata perimeter (garis keliling, batas pinggir)
π ε ρ ι μ ε τ ρ ο υ ( “perimetron” )
43Rachmad Resmiyanto
Acapkali ada inkonsistensi bahasa
“Ask me a question in Latin and I will answer you in
Greek.”
- J. Robert Oppenheimer
Contoh inkonsistensi bahasa:
v = λ υ
• A wave’s velocity is equal to the wave’s λength
multiplied by the υumber of times it passes per
second.
44Rachmad Resmiyanto
Simbol itu Tidak Abadi
• Huruf “I” tidak melulu menjadi simbol “arus listrik”
• Nyatanya konvensi yang lebih dulu muncul adalah
simbol “C”
Maxwell in 1876 writes Ohm’s Law: “ R = E/C ”
• Kali lain ia acapkali campur aduk, simbol “I” digunakan
buat “Intensity” arus ketika sedang mendiskusikan garis-
garis gaya Faraday. (barangkali Intensity ini dapat
dipahami sebagai suatu cara mengukur arus sebelum
ada galvanometer ?)
45Rachmad Resmiyanto
Simbol Q: buat segalanya?
• Huruf “Q” dalam formula fisika kebanyakan berasal dari
kata Perancis “quantité.”
• The Quantity of heat: Q = m c T ( Carnot )
• The Quantity of charge: Q = CV (Coulomb)
• The Quantity of Motion q = m*v ( Descartes )
• The Quantity of speed q = s/T ( Planck )
• The Quantity of displacement? q (Hamilton?)
• The Quantity of Mass & Force Net Q = Q a ( ? )
46Rachmad Resmiyanto
Entropi “S”
Rudolf ClaSius47Rachmad Resmiyanto
Entropi “S”
“I propose to name the quantity “ S ” the entropie of the system,
after the Greek word [τροπη trope], the transformation. I have
deliberately chosen the word entropie to be as similar as possible
to the word energie: the two quantities to be named by these
words are so closely related in physical significance that a certain
similarity in their names appears to be appropriate.”
- Rudolf Clausius, 1865,
Alasan Clausius’ memilih “ S ” tidak ada.
48Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
9
Entropi “S”
Dugaan 1:
Clausius mengambilnya dari Sadi Carnot.
Clausius sering merujuk Carnot sebagai S.Carnot dalam
tulisan-tulisannya. Also, much of Clausius is based
closely around Carnot’s.
49Rachmad Resmiyanto
Entropi “S”
Dugaan 2:
Clausius mengambilnya dari kata “summa”, integral.
• (ini berdasarkan pada rumusan entropi yang lama yang
memuat integral)
•
50Rachmad Resmiyanto
Entropi “S”
Dugaan 3:
Clausius memilihnya sebagai simbol untuk menyesuaikan entropi
dengan simbol lainnya yang sudah diasosiasikan dengan suatu
besaran
“ I have deliberately chosen the word entropie to be as similar as possible to
the word energie.” (kata Clausius)
P - Pressure
Q – Quantity of Heat
R – Ideal Gas Konstante
S – available
T – Temperature
U – Internal Energy
v – Volume
W – Work 51Rachmad Resmiyanto
Satuan Panjang
Pada 1120, raja Inggris menetapkan “yard”
“jarak dari ujung hidung – ujung lengannya yang
direntangkan”
Di Perancis, sang Raja menetapkan “kaki”
“Panjang kaki Raja Louis XIV”
1799 standar panjang berlaku “meter”
Napoleon (Perancis) membagi panjang 1 meter = 100 cm, 1 cm
=10 mm
Ukuran Berat, 1 kg = 10 ons, 1 ons = 100 gram
52Rachmad Resmiyanto
Satuan Panjang
Ukuran dan takaran Perancis dilawan oleh Kerj.
Protestan Inggris
Ukuran 1 yard (91 cm) terbagi dalam inchi dan kaki
Takaran dalam pound dan kati
Satuan dari Inggris diberlakukan di Indonesia: oleh
Daendels & Raffles (1808 – 1811 – 1816)
Setelah Indonesia kembali ke Belanda, maka sistem
Perancis yang diberlakukan, sebab Belanda merp
jajahan Perancis (Napoleon mengangkat Louis
Napolen sbg raja Belanda)
53Rachmad Resmiyanto
Kelajuan Cahaya “c”
Sejarah penggunaan “c” sebagai simbol untuk kelajuan cahaya dalam
fisika direkam dengan baik oleh Kenneth Mendelson dalam “The
Story of c”, Am.J.Physics bulan November 2006.
Simbol c pertama kali diperkenalkan oleh Wilhelm Weber (Jerman)
yang menyatakannya sebagai suatu tetapan tetapi tidak
menghubungkannya dengan cahaya atau gelombang
elektromagnetik.
Weber tidak mengatakan mengapa ia memilih “c”. Sepertinya,
ditengarai ia memilihnya untuk mewakili “celerity” (=kecepatan)
[Isaac Asimov dalam C for Celeritas, Mag of Fantacy Sci 1959]
54Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
10
Kelajuan Cahaya “c”
Awalnya, Weber menggunakan huruf “a” kemudian ia menggantinya
dengan huruf “c”. Tidak diketahui bahwa itu merupakan kecepatan
cahaya.
Sangat mungkin Weber menggunakan “c” untuk mewakili “Constante”
Seringkali kata Jerman buat ini dieja dengan huruf “k” = “Konstante”,
namun demikian, paper Weber mengejanya dengan “c”
[kejadian ini tak lazim terjadi]
55Rachmad Resmiyanto
Kelajuan Cahaya “c”
Bagaimana dengan E=mc2 ?
Awalnya Einstein akan mengikuti notasi Maxwell, menggunakan V
untuk kelajuan cahaya [ini mungkin karena ia sangat sering
mengutip kerja-kerja Maxwell]
Einstein awalnya menulis “jika suatu benda memancarkan energi L
kemudian massanya menurun sebanyak L / V2 ”
L = energi yang hilang selama radiasi
Bagaimana “taste” persamaan ini L = m V2 ?
56Rachmad Resmiyanto
Kelajuan Cahaya “c”
Orang pertama yang bikin “c” sebagai simbol kelajuan
cahaya adalah Max Abraham, (orang Jerman, murid
Max Planck) pada 1903.
Max Abraham bikin buku daras Elektromagnetika 1904
(yang diterjemahkan ke bhs Inggris) dan bertahan
hingga 1950-an.
57Rachmad Resmiyanto
Kelajuan Cahaya “c”
Pertanyaan
Lalu, mengapa pada 1907 Einstein mengubah dari L ke ε
dan V ke c ?
Ini bukan sekedar karena E merupakan abjad pertama dalam
namanya.
58Rachmad Resmiyanto
Kelajuan Cahaya “c”
Jawaban
Kala itu, Einstein punya sahabat baru, orang yang
menggunakan c untuk kelajuan cahaya dan ε untuk
energi.
59Rachmad Resmiyanto
Tetapan Universal dari Max Planck & L. Boltzmann
60
Planck, 1901
Tatkala ia menulis E = h
Boltzmann, 1844-1906
Menulis persamaan S = k log w
Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
11
Planck
1899 Planck menyelesaikan persamaan spektrum radiasi
benda hitam dan menjumpai 2 tetapan yang berbeda
dalam penyelesaiannya.
Awalnya ia menyebutnya dan
Kemudian ia mengerjakan ulang dan mempublikasikan
kembali, simbolnya diubah.
61Rachmad Resmiyanto
Planck
1899 Planck menyelesaikan persamaan spektrum radiasi
benda hitam dan menjumpai 2 tetapan yang berbeda
dalam penyelesaiannya.
Awalnya ia menyebutnya dan
Kemudian ia mengerjakan ulang dan mempublikasikan
kembali, simbolnya diubah.
Planck menyelesaikan untuk nilai tetapan dan
menginterpretasikan satuannya, keduanya disebut salah
satunya sebagai tetapan “natural” atau “universal”
62Rachmad Resmiyanto
Tetapan Boltzmann
Planck mengakui salah satu dari tetapan-tetapan dari kerja
Boltzmann.
(Planck dan Boltzmann sering berkorespondensi)
Tetapan itu adalah tetapan gas R dibagi bilangan Avogadro NA.
k = R / NA
Planck memberikan simbol baru untuk itu, k, mungkin untuk konstante
63Rachmad Resmiyanto
Tetapan Planck
Ada tetapan lainnya, sebuah tetaapan baru, Planck tidak mengakuinya.
Awalnya, Planck tidak mengetahuinya bagaimana menyebut tetapan
alam yang baru ini “Naturconstanten”
Karenanya ia menamkannya “h” dari hilfsgröße (auxiliary quantity)” =
besaran pelengkap
“Dalam situasi yang demikian, Planck tak punya alasan untuk
pertanyaan kontinuitas energi dalam resonator”
Karena itu, Planck mungkin tak sepenuhnya mengerti bahwa “h”
merupakan paket-paket aksi (quantum of action) sampai Einstein
menjelaskannya 1905.
64Rachmad Resmiyanto
Tetapan Planck
65
=================
In this house
taught
MAX PLANCK
The discoverer
of the elementary
Quantum of Action h
from to
1889 1928
=================
Di Jerman “h-bar” disebut
“h-cross.”
Rachmad Resmiyanto
Hukum Kedua Newton
66Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
12
Hukum Kedua Newton
Newton menulis hukum kedua dalam bentuk kalimat, bukan persamaan
matematika.
Principia ditulis dalam bahasa Latin. Bahasa Latin susah diterjemahkan
ke dalam bahasa Inggris.
“The alteration of motion* is ever proportional to the motive
force impressed; and is made in the direction of the right
line in which that force is impressed.”
* where “Motion” = mass x velocity
67Rachmad Resmiyanto
Hukum Kedua Newton
“The alteration of motion* is ever proportional to the motive
force impressed; and is made in the direction of the right
line in which that force is impressed.”
68
Intinya: a ~ F
Tetapan kesebandingannya adalah 1/m.
Maka a = F / m dapat dibaca bukan sebagai percepatan
“acceleration” tetapi sebagai perubahan “change,
alteration” gerakan.
Rachmad Resmiyanto
Hukum Kedua Newton
Apa manfaatnya ini ?
Jika kita mengatakan kepada murid kita bahwa gaya sebanding
dengan “a” (perubahan gerakan) mereka akan cepat mengerti
bahwa gaya dapat menambah kelajuan.
Gaya dapat mengubah arah - - - sebuah perubahan
Gaya dapat mengurangi kelajuan --- sebuah perubahan
Gaya dapat menambah komponen tegaklurus kecepatan
Sebuah kebingungan: “Apakah mempercepat berarti mendapatkan
kecepatan yang lebih?” 69Rachmad Resmiyanto
Satuan Ohm
Mari kita telisik satuan dalam Hukum Ohm
Apa itu Ohm?
Hukum Ohm : V / I = R
Ohm adalah Volt per Ampere... (?)
Lalu apa itu Ampere?
Lalu apa itu Volt?
1 Ampere = 1 Coulomb / detik
1 Volt = 1 Joule / Coulomb
70Rachmad Resmiyanto
Satuan Ohm
1 Ohm adalah ...
dengan e adalah muatan kelistrikan71Rachmad Resmiyanto
Satuan Ohm
1 ohm
Ini nampak sangat baku.
Lalu darimana asalnya “Ohm”?
72Rachmad Resmiyanto
8/23/2011
13
Satuan Ohm
Georg Simon Ohm (17 Maret 1789 – 6 Juli 1854)
Hidup sebelum JJ Thompson dan Milikkan sehingga
Ia tidak mungkin mengetahui muatan kelistrikan
73
Robert A. Millikan
(22 Maret 1868 – 19 Des1953)
Joseph John Thomson
(18 Des 1856 – 30 Agt 1940)Rachmad Resmiyanto
Satuan Ohm
Satuan Ohm adalah turunan.
“Taking wire of different material, but of the same thickness, he found
that the following lengths possessed equal conductivities: copper
1000, gold 574, silver 356*, zinc 333, brass 280, iron 174, platinum
171, tin 168, lead 97.”
The measurements were made by using a torsion balance with a
constant current running through it, via by Ampere’s attraction of two
parallel currents. (Cajori)
*An experimental error. Silver is actually a better conductor that copper, the
real value is actually 1057
74Rachmad Resmiyanto
Satuan Ohm
Satuan Ohm adalah turunan.
“Taking wire of different material, but of the same thickness, he found
that the following lengths possessed equal conductivities: copper
1000, gold 574, silver 356*, zinc 333, brass 280, iron 174, platinum
171, tin 168, lead 97.”
The measurements were made by using a torsion balance with a
constant current running through it, via by Ampere’s attraction of two
parallel currents. (Cajori)
*An experimental error. Silver is actually a better conductor that copper, the
real value is actually 1057
75Rachmad Resmiyanto
Sasanti
Rumus tidak selalu hadir sepanjang sejarah fisika.
Pertimbangkan Hukum Hooke sebagai ia menyatakan itu:
Latin: "Ut tensio, sic vis“
(Karena ada ekstensi, maka ada gaya)
76Rachmad Resmiyanto
Sasanti
Hukum kedua Newton:
“Mutationem motus proportionalem esse vi motrici
impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa
imprimitur. “
“Change in motion are proportionate to the motive force
impressed and takes place on a the straight line along
which that force is impressed. “
77Rachmad Resmiyanto