Sri Hardina Physics: FILSAFAT SAINS

FILSAFAT SAINS

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT., atas segala limpahan Rahmat, Taufiq dan Inayah-Nya, sehingga makalah ini dapat selesai tepat waktu. Salawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW., pembawa kabar gembira dan peringatan, pembawa pelita penerang, penghulu para Nabi dan keturunan Adam.

Makalah ini merupakan tugas kelompok dalam rangka melengkapi tugas dalam mata kuliah Filsafat Sains tentang ATOMOS SAMPAI QUARK dan HUKUM SNELLIUS

Ucapan terima kasih tak lupa penulis sampaikan kepada Dosen pengampu mata kuliah, Mutmainna, S.Pd. M.Pd, atas ilmu dan bimbingannya.Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih bersifat sederhana isi, susunan kalimat dan tata bahasanya.Oleh karena itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna memperbaiki makalah ini.

Akhir kata, semoga makalah ini dapat menambah wawasan dan memberi manfaat kepada semua pihak, khususnya bagi mahasiswa dalam pengembangan ilmu dan pengetahuan.

Majene, 09 April 2018

Penyusun

DAFTAR ISI

KATAPENGANTAR..............................................................................................i

DAFTAR ISIii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang1

B. Rumusan Masalah2

C. Tujuan2

BAB II PEMBAHASAN

A. Kajian Filsafat Atom Sampai Quark3

1. Ontologi3

2. Epistimologi7

3. Aksiologi 9

B. Kajian Filsafat Mengenai Hukm Snellius 10

1. Ontologi10

2. Epistimologi10

3. Aksiologi 13

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan14

B. Saran14

DAFTAR PUSTAKA15

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Filsafat merupakan sikap atau pandangan hidup dan sebuah bidang terapan untuk membantu individu untuk mengevaluasi keberadaannya dengan cara yang lebih memuaskan. Filsafat membawa kita kepada pemahaman dan pemahaman membawa kita kepada tindakan yang telah layak, filsafat perlu pemahaman bagi seseorang yang berkecimpung dalam dunia pendidikan karena ia menentukan pikiran dan pengarahan tindakan seseorang untuk mencapai tujuan.

Filsafat membahas segala sesuatu yang ada bahkan yang mungkin ada baik bersifat abstrak ataupun riil meliputi Tuhan, manusia dan alam semesta.Sehingga untuk faham betul semua masalah filsafat sangatlah sulit tanpa adanya pemetaan-pemetaan dan mungkin kita hanya bisa menguasai sebagian dari luasnya ruang lingkup filsafat.

Sistematika filsafat secara garis besar ada tiga pembahasan pokok atau bagian yaitu; epistemologi atau teori pengetahuan yang membahas bagaimana kita memperoleh pengetahuan, ontologi atau teori hakikat yang membahas tentang hakikat segala sesuatu yang melahirkan pengetahuan dan aksiologi atau teori nilai yang membahas tentang guna pengetahuan.Sehingga, mempelajari ketiga cabang tersebut sangatlah penting dalam memahami filsafat yang begitu luas ruang lingkup dan pembahansannya.

Ontologi menyelidiki sifat dasar dari apa yang nyata secara fundamental dan cara yang berbeda dimana entitas (wujud) dari kategori-kategori yang logis yang berlainan (objek-objek fisik, hal universal, abstraksi) dapat dikatakan ada dalam rangka tradisional. ontologi dianggap sebagai teori mengenai prinsip-prinsip umum dari hal ada, sedangkan dalam hal pemakaianya akhir-akhir ini ontologi dipandang sebagai teori mengenai apa yang ada.

Ontologi sering diindetikan dengan metafisika yang juga disebut proto-filsafia atau filsafat yang pertama, atau filsafat ketuhanan yang bahasanya adalah hakikat sesuatu, keesaan, persekutuan, sebab akibat, realita, atau Tuhan dengan segala sifatnya.

Epistemologi adalah cabang filsafat yang mempelajari benar atau tidaknya suatu pengetahuan. Sebagai sub sistem filsafat, epistemologi mempunyai banyak sekali pemaknaan atau pengertian yang kadang sulit untuk dipahami. Dalam memberikan pemaknaan terhadap epistemologi, para ahli memiliki sudut pandang yang berbeda, sehingga memberikan pemaknaan yang berbeda ketika mngungkapkannya.

Akan tetapi, untuk lebih mudah dalam memahami pengertian epistemologi, maka perlu diketahui pengertian dasarnya terlebih dahulu.Epistemologi berdasarkan akar katanya episteme (pengetahuan) dan logos (ilmu yang sistematis, teori).

B. Rumusan Masalah

1. Apa kajian ontologi, epistimologi dan aksiologi dari pembahasan atom sampai quark ?

2. Apa kajian ontologi, epistimologi dan aksiologi dari hukum Snellius ?.

C. Tujuan Penulisan

1. Dapat menjelaskan kajian tentang ontology, epistimologi dan aksiologi atom sampai quark

2. Dapat menjelaskan kajian tentang ontology, epistimologi dan aksiologi dari hukum Snellius.

BAB II

PEMBAHASAN

A. KAJIAN FILSAFAT ATOM SAMPAI QUARK

1. ONTOLOGI

a. Atom

Atom adalah satuan unit terkecil dari sebuah unsur yang memiliki sifat-sifat dasar tertentu.Setiap atom terdiri dari sebuah inti kecil yang terdiri dari proton dan neutron dan sejumlah elektron pada jarak yang jauh.Atom adalah satuan dasar materi yang terkecil, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron yang bermuatan negatif yang mengelilingi inti tersebut. Teori-teori atom dalam perkembangannya dapat diuraikan sebagai berikut:

1). Teori Atom John Dalton

Pada tahun 1808, John Dalton adalah seorang guru di Inggris yang melakukan perenungan tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier menyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”.Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

a. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi

Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda

c. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen

d. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari

2). Teori Atom Joseph John Thomson (“Roti Kismis”)

J. J. Thomson (1897), fisikawan Inggris yang menyatakan bahwa atom berbentuk bulat dimana muatan listrik positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif yang berada di antara muatan positif.

Model atom Thomson didasarkan pada asumsi bahwa massa elektron lebih kecil dari massa atom, dan elektron merupakan partikel penyusun atom. Karena atom bermuatan netral, maka elektron yang bermuatan negatif akan menetralkan suatu muatan positif dalam atom. Hal ini mendukung keberadaan proton dalam atom.

3). Teori Atom Rutherford

Ernest Rutherford (1911), seorang ahli Fisika Inggris. Penelitian penembakan sinar alpha pada plat tipis emas membuat Rutherford dapat mengusulkan teori dan model atom untuk memperbaiki teori dan model atom Thomson.

Rutherford mengatakan bahwa “Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif”. Sebagian besar atom adalah ruangan kosong dan hampir semua massa atom ada pada inti.

4). Teori Atom Niels Bohr

Niels Bohr (1913), fisikawan dari Denmark ini yang selanjutnya menyempurnakan model atom yang dikemukakan oleh Rutherford. Penjelasan Bohr didasarkan pada penelitiannya tentang spektrum garis atom hidrogen.

Beberapa hal yang dijelaskan oleh Bohr:

· Elektron mengorbit pada tingkat energi tertentu yang disebut kulit.

· Tiap elektron mempunyai energi tertentu yang cocok dengan tingkat

energi kulit.

· Dalam keadaan stationer, elektron tidak melepas dan menyerap energi.

Elektron dapat berpindah posisi dari tingkatenergi rendah dan sebaliknya dengan menyerap dan melepas energi. Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

b. Quark

Quark adalah salah satu partikel elementer dan penyusun zat.semua zat yang memiliki atom juga memiliki kuark. Hal ini dikarenakan proton dan neutron terdiri atas kuark.Kuark pertama kali diprediksi keberadaannya oleh dua fisikawan termuka, Murrray Gell-mann dan George Zweig pada tahun 1964. Bukti kuat atas keberadaan partikel ini akhirnya didapati pada tahun 1968 di Stanford Linear Accelerator Center, suatu laboratorium nasional yang dioperasikan oleh Stanford University.

Model kuark pertama kali diajukan oleh fisikawan Murray Gell-Manndan George Zweigpada tahun 1964.(Fisikawan lainnya Yuval Ne'eman juga mengembangkan skema serupa dengan jalur unsur delapan pada tahun yang sama. Pada saat awal teori kuark ini, partikel liar (atau Particel zoo) juga diikutkan, termasuk partikel lainnya.Gell-mann dan Zweig mengemukakan bahwa mereka bukanlah partikel dasar, melainkan terdiri dari pasangan kuark-antikuark.Model mereka teridiri dari tiga jenis/rasa naik (up), turun (down), asing (strange), properti mereka seperti spin dan muatan listrik. Reaksi awal dari komunitas fisika dari proposal ini beragam.Ada anggapan khusus tentang apakah quark adalah entitas fisik atau abstrak yang digunakan untuk menjelaskan konsep yang pada saat itu belum sepenuhnya dimengerti

Kurang dari setahun, ekstensi untuk model Gell-Mann-Zweig diusulkan.Sheldon Lee Glashow dan James Bjorken memprediksi eksistensi kuark jenis keempat, yang mereka namakan Charm. Penambahan itu juga diajukan karena hal tersebut memungkinkan untuk penjelasan yang lebih baik dari interaksi lemah (mekanisme yang menyebabkan kuark untuk meluruh), menjumlahkan jumlah nilai kuark dengan nilai dari lepton, dan terkandung massa formula yang dengan tepat massa meson yang diketahui.^[25]

Keberadaan quark asing itu secara tidak langsung divalidasi oleh eksperimen hamburan SLAC: tidak hanya hal itu merupakan komponen penting dari Gell-Mann dan model tiga-quark Zweig, tetapi juga memberikan penjelasan untuk kaon (K) dan pion (π) hadron yang ditemukan di sinar kosmik pada tahun 1947.

Quark up dan down mendapat nama mereka dari suatu komponen yang disebut isospin yang mereka bawa. Quark strange memiliki nama itu karena memiliki masa kehidupan yang anehnya panjang. Quark charm disebut seperti itu karena memberi simetri indah terhadap quark model sebagai saudaranya strange. Quark top dan bottom mempunyai nama mereka agar mirip dengan up dan down. Dulu, quark top terkadang disebut truth dan bottom disebut beuty. Jadi, alat pembuat quark bottom sering disebut beuty factories.

Quark akan berinteraksi dengan quark lain membentuk partikel yang lebih kompleks. Suatu kuark dapat bergabung dengan dua kuark lain membentuk baryon atau dengan pasangan lawannya (antiquark) membentuk meson. Antiquark memiliki nilai yang sama dengan kuark dengan tanda (+/-) yang berbeda. Baryon yang paling umum adalah proton dan neutron. Proton terdiri atas 2 quark up dan 1 quark down (2/3 e + 2/3 e - 1/3 e = e). Neutron terdiri atas 1 quark up dan 2 quark down (2/3 e - 1/3e - 1/3 e = 0). Selain itu, CERN telah melapor pada 13 Juli 2015 bahwa berhasil menghasilkan pentaquark, yaitu partikel yang terdiri atas 5 quark.

2. Epistimologi

Atom adalah partikel kecil dengan ukuran jari-jari 10-10 meter (atau 1 Amstrong). Namun, atom bukanlah partikel elementer. Teori atom pertama kali disimpulkan John Dalton, dari Inggris (1766 – 1844) pada tahun 1803 dalam tiga hipotesis: (1) semua materi dibentuk partikel yang tak bisa lagi diurai disebut atom, (2) atom-atom pada unsur tertentu memiliki karakter dan massa yang unik, dan (3) tiga tipe atom eksis: unsur, molekul sederhana, dan molekul komplek.

Hipotesis kedua dan ketiga tidak ada masalah sejauh ini, kenyataannya inilah dasar pemahaman kita pada ilmu kimia.Teori pertama, yang menyatakan atom sebagai partikel elementer, hanya bertahan satu generasi.Joseph Thomson juga dari Inggris (1856 – 1940) berhasil menguraikan partikel bebas dari atom dalam eksperimen sinar katoda pada tahun 1897.Fenomena ini membuktikan, atom memiliki struktur internal, bukan partikel-titik.Partikel bebas bermuatan negatif yang ditemukan Thomson itu itu kelak disebut elektron, partikel elementer pertama yang ditemukan manusia.

Penemuan ini mengubah gambaran orang tentang atom.Atom bukan lagi partikel-titik yang tidak punya struktur internal. Orang mulai mereka-reka seperti apa atom itu. Mulanya Thomson mengajukan model, atom terdiri dari elektron dan partikel positif lainnya dengan jumlah yang sama dan terdistribusi merata, sehingga muatan totalnya adalah nol (netral). Thomson tidak menjelaskan posisi dan pergerakan partikel-partikel itu, sehingga model Thomson ini dianologikan seperti roti tawar dengan kismisnya.

Keberhasilan menemukan tiga partikel penyusun atom ini ternyata tidak memuaskan orang untuk sampai pada kesimpulan partikel elementer.Pada masa 1940-an, Perang Dunia ke-2 memicu riset untuk meneliti dunia subatomik maju demikian pesatnya. Eksperimen menunjukkan hanya elektron yang berperilaku cocok dengan teori partikel-titik, sementara proton dan netron tidak Misalnya saja, momen magnet proton jika dihitung dengan teori partikel-titik akan menghasilkan 1.

Dirancanglah eksperimen untuk mencoba mengetahui apakah proton memiliki struktur internal. Mereka memakai cara yang sama dengan Rutherford saat menemukan nukleus: menembakkan proton dengan energi tinggi ke nukleus.

Mereka berpikir proton atau neutron akan keluar dari hasil tabrakan itu. Tapi yang keluar partikel bernama pion.Mereka pikir inilah partikel penyusun proton atau netron.Namun, saat mereka naikkan jumlah energi proton yang ditembakkan ke nukleus, bermunculanlah partikel lain, seperti lamda, sigma, dan rho, sampai mereka kehabisan untuk menamai partikel-partikel baru tersebut.Ada empat ratusan lebih partikel yang teramati saat itu, disebut juga partikel-partikel hadron.

Menurut Skwarnicki, penemuan 2 Quark dan 2 Anti-Quark tidak sesuai dengan model tradisional yang saat ini menjadi dasar perhitungan ilmuwan, kemungkinan temuan ini akan memberi cara baru dalam pandangan interaksi fisika. Quark sangat sulit dimengerti, sebuah titik materi seperti yang ditemukan dalam inti atom. Ketika 3 Quark bergabung akan membentuk partikel senyawa yang dikenal sebagai Proton atau Baryon.

Terkadang, Quark berinteraksi sesuai dengan anti-partikel (Anti-Quark) yang memiliki masa sama tetapi berlawanan. Ketika proses ini terjadi, materi membentuk Meson, senyawa yang sering muncul dalam pembusukan partikel buatan manusia seperti yang terjadi pada akselerator partikel, reaktor nuklir, dan sinar kosmik. Meson, Baryon, dan partikel jenis lain akan mengambil bagian dalam interaksi kuat yang disebut Hadron.

3. Aksiologi

Ilmu selalu mengalami perkembangan begitu pun dengan penemuan-penemuan dalam bidang ilmu fisika, contohnya seperti teori atom dimulai dari teori Dalton sampai dengan teori atom Neils Bohr yang memilki perkembangan.Awalnya menurut pemahaman para ilmuan atom adalah partikel terkecil namun pada perkembangannya ilmuawan berhasil menemukan tiga partikel penyusun atom, menemukan proton dan electron didalamnya.Dan penemuan ini mengubah gambaran orang tentang atom.Atom bukan lagi partikel-titik yang tidak punya struktur internal.Orang mulai mereka-reka model atom, muncul pula teori-teori atom mulai dari teori atom Dalton sampai dengan teori atom Neils Bohr.Maka dirancanglah eksperimen untuk mencoba mengetahui apakah proton memiliki struktur internal atau tidak.

B. KAJIAN FILSAFAT MENGENAI HUKUM SNELLIUS

1. ONTOLOGI

Hukum Snellius adalah rumus matematika yang meberikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas. Nama hukum ini diambil dari matematikawan Belanda Willebrord Snellius, yang merupakan salah satu penemunya.Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan.

Hukum ini menyebutkan bahwa nisbah sinus sudut datang dan sudut bias adalah konstan, yang tergantung pada medium. Perumusan lain yang ekivalen adalah nisbah sudut datang dan sudut bias sama dengan nisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang sama dengan kebalikan nisbah indeks bias.

2. EPISTIMOLOGI

Hukum Snellius dapat digunakan untuk menghitung sudut datang atau sudut bias, dan dalam eksperimen untuk menghitung indeks bias suatu bahan.Pada tahun 1637, René Descartes secara terpisah menggunakan argumen heuristik kekekalan momentum dalam bentuk sinus dalam tulisannya Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini.Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada medium yang lebih padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum, substansi kontinu yang membentuk alam semesta.Dalam bahasa Perancis, hukum Snellius disebut la loi de Descartes atau loi de Snell-Descartes.

Berikut ini merupakan pembahasan tentang hukum pembiasan cahaya atau bunyi hukum snellius, rumus indeks bias cahaya, bunyi hukum pemantulan cahaya, indeks bias relatif, pembiasan sempurna dan indeks bias refraktometer.

Sebagai gelombang elektromagnetik, cahaya akan dipantulkan atau dibiaskan saat melewati bidang batas antara dua medium. Saat cahaya dari udara melewati bidang batas antara air dan udara, maka sebagian kecil dari cahaya akan dipantulkan dan sisanya akan diteruskan. Karena terdapat perbedaan kerapatan optik antara udara dan air, maka arah berkas cahaya yang datang dari udara tidak akan sama dengan arah berkas cahaya di dalam air. Karena hal tersebut, maka cahaya akan dibelokkan. Peristiwa ini disebut pembiasan.

Sedangkan, rapat optik adalah sifat dari medium tembus cahaya (zat optik) dalam melewatkan cahaya.Kerapatan optik yang berbeda pada dua medium, menyebabkan cepat rambat cahaya pada kedua medium tersebut berbeda.

Perbandingan antara cepat rambat cahaya pada medium 1 dan medium 2 disebut indeks bias. Jika medium 1 adalah ruang hampa, maka perbandingan antara cepat rambat cahaya di ruang hampa dan di sebuah medium disebut indeks bias mutlak medium tersebut.

Dengan:
n = indeks bias mutlak medium
c = cepat rambat cahaya di ruang hampa = 3⋅10⁸ m/s
v = cepat rambat cahaya pada medium

Bunyi Hukum Pembiasan Cahaya (Hukum Snellius)

Selain pemantulan, Willeboard Snellius juga melakukan eksperimen-eksperimen tentang pembiasan cahaya dan ia menemukan hubungan antara sinar datang dan sinar bias yang kemudian dikenal dengan Hukum Snellius, yaitu:

1) Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.

2) Jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.

3) Jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium

yang lebih rapat, maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.

Hukum Pemantulan Sempurna

Jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Jika sudut sinar datang kita perbesar, maka sudut bias akan makin besar pula.

Suatu saat, sudut bias akan sama dengan 90º. Hal ini berarti sinar dibiaskan sejajar dengan bidang antarmedium. Jika sudut sinar datang kita perbesar lagi, maka sinar datang tidak lagi di biaskan, akan tetapi dipantulkan.

Peristiwa ini yang kita sebut dengan pemantulan total atau pemantulan sempurna.

Sinar datang dengan sudut i akan dibiaskan dengan sudut bias r. Jika sudut sinar datang diperbesar sampai i = θ, maka sinar akan dibiaskan sejajar dengan permukaan air (karena sudut datang θ menghasilkan sudut bias 90º, maka θ disebut sudut batas).

Jika sudut sinar datang lebih besar daripada sudut batas, maka sinar akan dipantulkan seluruhnya oleh permukaan air kembali ke dalam air. Contoh terjadinya pemantulan total adalah kemilau berlian, fatamorgana, dan serat optik.

3. AKSIOLOGI

Hukum Snellius adalah hukum yang merupakan hukum yang diambil dari Willebrord Snellius, yang merupakaan salah satu penenmunya. Hukum ini juga dikenal dengan hkum pembiasaan, hukum snellius dapat digunakan untuk menghitung sudut datang atau sudut bias suatu bahan percobaan pembiasan cahaya.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Quark adalah salah satu partikel elementer dan penyusun zat.semua zat yang memiliki atom juga memiliki kuark. Hal ini dikarenakan proton dan neutron terdiri atas kuark.

B. Saran

Demikianlah makalah yang saya buat, dengan mempelajari filsafat sains yang mengkaji secara ontologi, epistimologi dan aksiologi diharapkan dapat bermanfaat bagi pembaca. Apabila ada terdapat kesalahan mohon dapat memaafkan dan memakluminya, karena kita adalah hamba Allah yang tak luput dari salah dan lupa.