Fisika

Fisika punika ngèlmu ingkang nyinaoni sadaya barang ingkang wonten gandhènganipun kaliyan fénoména ngalam. Anggènipun nyinaoni nganggé pitulung ngèlmu matématika.

Téyori fisika kathah dipunnyataaken ing notasi matématis, lan matématika ingkang kagunaaken limrahipun langkung rumit tinimbang matématika ingkang kagunaaken ing babagan ngèlmu sanèsipun. Bèntenipun fisika lan matématika inggih punika fisika wonten gandhènganipun kalih jagad matérial, manawi matématika gandhèngapipun kalih pola-pola abstrak ingkang boten mesthi wonten gandhènganipun kalih jagad matérial. Nanging, bèntenipun punika boten mesthi cetha. Wonten kathah wewengkon penlitén ingkang gandhèngan antawisipun fisika lan matématika, inggih punika fisika matématis, ingkang ngembangaken struktur matématis kanggé téyori-téyori fisika.

Istilah fisika punika saking basa Yunani: φυσικός (physikos), "alamiah", lan φύσις (physis), "alam". Fisikawan punika ngèlmu ingkang nyinaoni pratingkah lan sipat matéri ing babagan ingkang kathah macemipun, saking partikel submikroskopis ingkang minangka sadaya matéri (fisika partikel) ngantos pratingkah matéri jagad raya ingkang dados satunggal kesatuan kosmos.

Sapérangan sipat ingkang dipunsinaoni ing fisika punika sipat ingkang wonten ing sadaya sistem matéri ingkang ana, kados kukum kekekalan ènergi. Sifat kados makaten sok diarani kukum fisika. Fisika sok diarani “ngèlmu wigati dhasar”, amargi sadaya ngèlmu alam sanèsipun (biologi, kimia, géologi, lan sanès-sanèsipun) nyinaoni jinis sistem matéri tartemtu ingkang manut kukum fisika. Contonipun, kimia punika ngèlmu prakawis molekul lan zat kimia ingkang dipunbentuk. Sifat satunggaling zat kimia dipuntemtokaken déning sipat molekul ingkang minangka, ingkang saged dipunjelasaken déning ngèlmu fisika kados mekanika kuantum, termodinamika, lan elektromagnetika.

Sekilas prakawis risèt fisika

Fisika téorètis lan fisika èkspèrimèntal 
Budaya panlitén fisika bènten kaliyan ngèlmu sanèsipun amargi wontenipun pamisahan téyori lan èkspèrimèn. Kawit abad kalih dasa, kathah fisikawan piyambakkan ngususaken dhiri nliti ing fisika téorètis utawi fisika èkspèrimèntal kémawon, lan ing abad kalih dasa, sakedhik kémawon ingkang kasil ing kekalih babagan punika. Sawalikipun, méh sadaya téorètis ing biologi lan kimia ugi dados èkspèrimèntalis ingkang suksès.

Gampangipun, téoris ngupados ngembangaken téyori ingkang saged njelasaken hasil èkspèrimèn ingkang sampun dipuncobi lan saged nginten-inten hasil èkspèrimèn ingkang badhé dhateng. Ing wekdal ingkang sami, èkspèrimèntalis nyusun lan ngleksanani èkspèrimèn kanggé nguji prakiraan téoretis. Téyori lan èkspèrimèn saged dipunkembangaken piyambak-piyambak, nanging kekalihipun sesambetan. Kemajengan ing fisika limrahipun medal ing wekdal èkspèrimèntalis ndamel panemuan ingkang boten saged dipunjelasaken téyori ingkang sampun wonten, saéngga kedah dipunrumusaken téyori-téyori énggal. Tanpa èkspèrimèn, panlitén téorètis asring lumaku ing arah ingkang lepat; salah satunggaling conto inggih punika téyori-M, téyori populér ing fisika ènèrgi-tinggi, amargi èkspèrimèn kanggé nguji dèrèng naté dipunsusun.

Téyori fisika utama 
Fisika punika mbahas warna-warna sistem, nanging wonten sapérangan sistem ingkang dipungunaaken kanthi keseluruhan ing fisika, boten namung ing satunggal babagan kémawon. Saben téyori punika dipupitados leres wontenipun, ing wewengkon kesahihan tartemtu. Cotonipun, téyori mekanika klasik saged njelasaken owahan bandha kanthi tepat, nanging bandha punika kedah langkung ageng tinimbang atom lan lumaku kanthi kecepatan ingkang langkung alon tinimbang kecepatan cahya. Téyori-téyori punika taksih terus dipuntliti; contonipun, aspèk ngeramaken saking mekanika klasik ingkang kaloka kanthi sebutan téyori chaos kapanggih ing abad kalih dasa, tigang abad sasampunipun dipunrumusaken déning Issac Newton. Nanging, namung sakedhik fisikawan ingkang nganggep téyori-téyori dhasar punika nyimpang. Pramila, téyori-téyori punika dipungunaaken kanggé dhasar panlitén tumuju topik ingkang langkung mirunggan, lan sadaya pelaku fisika, punapa kémawon spèsialisasinipun, dipunajeng-ajeng mahami téyori-téyori wau.

Babagan utama ing fisika 
Risèt utama ing fisika dipunpérang dados sapérangan babagan ingkang nyinaoni aspèk ingkang bènten saking donya matéri. Fisika bandha kondensi, dipunprakiraaken dados babagan fisika paling ageng, nyinaoni properti bandha ageng, kados bandha padhet lan cuwéran ingkang kita panggihi saben dinten, ingkang asalipun saking properti lan interaksi mutual saking atom. Babagan fisika atomik, molekul, lan optik adhep-adhepan kaliyan individual atom lan molekul, lan cara mereka nyerep lan medalaken cahya. Babagan fisika partikel, ugi kasebat “Fisika ènergi-tinggi”, nyinaoni properti partikel super alit ingkang langkung alit tinimbang atom, kalebet ugi partikel dhasar ingkang minangka bandha sanèsipun. Pungkasanipun, babagan Astrofisika nerapaken kukum fisika kanggé njelasaken fénoména astronomi, kisaranipun saking Srengéngé lan obyèk sanèsipun ing tata surya dugi jagad raya kanthi kaseluruhan.

Babagan ingkang wonten gandhènganipun 
Wonten kathah aréa risèt ingkang nyampuraken fisika kaliyan babagan sanèsipun. Contonipun, babagan biofisika ingkang ngususaken ing perananipun prinsip fisika ing sistem biologi, lan babagan kimia kuantum ingkang nyinaoni pripun téyori kuantum mékanik mènèhi paningkatan dhateng sipat kimia saking atom lan molekul. Sapérangan dipun data ing ngisor mriki:

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

Téyori palsu 
Fusi dingin – Téyori gravitasi dinamik – Luminiferous aether – Energi orgone – Téyori wujud tetap

Sajarah 
Artikel utama: Sajarah fisika. Ugi pirsani Fisikawan kaloka lan Pangaji-aji Nobel ing Fisika.

Kawit jaman purba, tiyang sampun nyobi supados mangertos sipat saking bandha: kenapa obyek ingkang boten dipuntopang tiba tumuju lemah, kenapa material ingkang bènten gadhah properti ingkang bènten, lan salajengipun. Sanèsipun inggih punika sipat saking jagad raya, kados wujud Bumi lan sipat saking obyek celestial kados Srengéngé lan Mbulan.

Sapérangan téyori dipunusulaken lan kathah ingkang lepat. Téyori punika kathah gandhènganipun saking istilah filosofi, lan boten naté dipunpesthèkaken kanthi èkspèrimèn sistematik kados ingkag populér sapunika. Wonten pangecualian lan anakronisme: contonipun, pamikir Yunani Archimedes nurunaken kathah dhèskrispi kuantitatif ingkang leres saking mékanik lan hidrostatik.

Ing awal abad kaping 17, Galileo mbikak panggunaan èkspèrimèn kanggé mesthèkaken kaleresan téyori fisika, ingkang dados kunci saking métodhe sains. Galileo ndamel formulasi lan kasil ngetés sapérangan hasil saking dinamika mékanik, mliginipun Hukum Inert. Ing taun 1687, Isaac Newton nerbitaken Filosofi Natural Prinsip Matematika, mènèhi wedharan ingkang cetha lan téyori fisika ingkang suksès: Hukum Gerak Newton, ingkang wujud sumber saking mekanika klasik; lan Hukum Gravitasi Newton, ingkang njelasaken gaya dhasar gravitasi. Kekalih téyori punika cocog ing èkspèrimèn. Prisipipun uji nglebetaken sapérangan téyori ing dinamika fluid. Mékanika klasik dipunkembangaken ageng-agengan déning Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton, lan sanèsipun, ingkang nyiptaaken formula, prinsip, lan hasil énggal. Hukum Gravitasi miwiti babagan astrofisika, ingkang nggambaraken fénoména astronomi nggunaaken téyori fisika.

Kawit abad kaping 18 lan salajengipun, termodinamika dipunkembangaken déning Robert Boyle, Thomas Young, lan kathah sanèsipun. Ing taun 1733, Daniel Bernoulli nggunaaken argumen statistika wonten ing mékanika klasik kanggé nurunaken hasil termodinamika, miwiti babagan mekanika statistik. Ing taun 1798, Benjamin Thompson nedahaken konversi makarya mekanika tumuju ing panas, lan ing taun 1847 James Joule nyataaken kukum konservasi ènergi, wonten ing wujud panas ugi ing ènergi mekanika.

Sifat listrik lan magnetisme dipunsinaoni déning Michael Faraday, George Ohm, lan sanèsipun. Ing taun 1855, James Clerk Maxwell nunggalaken kalih fénoména punika dados téyori elektromagnetisme, dipunjelasaken kanthi persamaan Maxwell. Perkiraan saking téyori kasebat: cahya inggih punika gelombang èlèktromagnètik.

Arah mangsa ngajeng 
Artikel utama: Prakawis boten kapecahaken ing fisika.

Risèt fisika ngalami kemajengan konstan/tetep ing kathah babagan, lan taksih badhé tetep makaten tebih ing mangsa ngajeng.

Ing fisika bandha kondensasi, prakawis téorètis boten kapecahaken paling ageng inggih punika wedharan superkonduktivitas suhu-tinggi. Kathah upados dipuntindaaken kanggé ndamel spintronik lan komputer kuantum saged kagunaaken.

Ing fisika partikel, potongan kapisan saking bukti èkspèrimèn kanggé fisika ing njawi Modhèl Standar sampun wiwit ngasilaken. Ingkang paling kaloka inggih punika panunjukkan manawi neutrino gadhah massa boten-nol. Hasil èkspèrimèn punika kadosipun sampun ngrampungaken prakawis solar neutrino ingkang sampun dangu wonten ing fisika srengéngé. Fisika neutrino ageng dados arena risèt èkspèrimèn lan téyori ingkang aktif. Ing sapérangan taun ngajeng, pamercepet partikel badhé wiwit nliti skala ènergi ing jangkauan TeV. Wonten mriku, para èkspèrimèntalis gadhah pengajeng-ajeng saged manggihi bukti kanggé Higgs boson lan partikel supersimetri.

Para téoris ugi nyobi nunggalaken mekanika kuantum lan relativitas umum dados téyori gravitasi kuantum, punika program ingkang sampun lumaku laminipun setengah abad, lan taksih dèrèng ngasilaken woh. Kandhidhat inggil salajengipun inggih punika Téyori-M, téyori superstring, lan gravitasi kuantum loop.

Kathah fénoména astronomikal lan kosmologikal dèrèng njelasaken kanthi muasaken, kalebet kawontenan sinar kosmik ènergi ultratinggi, asimetri baryon, pemercepetan alam semesta lan percepatan ubengan anomali galaksi.

Éwadéné kathah kemajengan sampun dipundamel ing ènergi-tinggi, kuantum, lan fisika astronimikal, kathah fénoména sadinten-dinten sanèsipun, nyangkut sistem kompleks, chaos, utawi turbulens taksih dipunmangertos sakedhik kéwamon. Prakawis rumit ingkang kadosipun saged dipunpecahaken déning aplikasi pandai saking dinamika lan mekanika, kados pambentukan tumpukan pasir, “node” ing toya “trickling”, téyori katastrof, utawi pangurutan-piyambak ing kolèksi heterogen ingkang bergetar taksih boten kapecahaken. Fénoména rumit punika sampun nampi kawigatosan ingkang nambah kathah wiwit taun 1970-an kanggé sapérangan alasan, boten sanès amargi kirangipun métodhe matématika modhèren lan komputer ingkang saged ngetang sistem kompleks supados saged dipundamelaken modhél kanthi cara énggal. Gandhèngan antar disiplin saking fisika komplèks ugi sampun mundhak, kados ing wulangan turbulens ing aerodinamika utawi pangamatan pola pambentukan ing sistem biologi. Ing taun 1932, Horrace Lamb ngramalaken:
Kula sampun sepuh sapunika, lan manawi kula pejah lan lumampah dumugi ing swarga wonten kalih prakawis ingkang kula ajeng-ajeng saged dipunterangaken. Salah satunggalipun inggih punika elektrodinamika kuantum, lan satunggal malih inggih punika obahan turbulens saking fluida. Lan kula langkung optimis tumrap ingkang kapisan.

Ugi pirsani 
 Cahaya
 Elektron
 Mekanika kuantum
 Galvanometer

Pranala njawi 

  International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) (wonten ing basa Inggris)
 Fisika di Wikia
 Physics.org  – laman web yang dikendalikan olèh Institut Fizik]

 
Artikel mawa basa krama