m = menyatakan massa benda/zat yang
advertisement
BAB I PENDAHULUAN Dalam rangka menambah wawasan pembaca, maka makalah ini memuat tentang bagian-bagian ilmu alamiah dasar. Ilmu Alamiah atau sering juga disebut dengan ilmu pengetahuan alam (natural science) adalah pengetahuan yang mengkaji tentang gejala-gejala dalam alam semesta, termasuk di muka bumi ini, sehingga terbentuk konsep dan prinsip. IAD hanya mengkaji konsep-konsep dan prinsip-prinsip dasar yang esensial saja. Ilmu Alamiah Dasar juga merupakan kumpulan pengetahuan tentang konsep-konsep dasar dalam bidang ilmu pengetahuan alam dan teknologi. Dan, manusia sebagai subjek pokoknya yang dalam hal ini merupakan makhluk hidup yang paling tinggi kedudukannya. Salah satu indikatornya ialah sifat unik manusia. Dibandingkan dengan makhluk lain, jasmani manusia adalah lemah. tetapi rohani atau akal budi dan kemauannya sangat kuat. Umumnya dikatakan bahwa manusia dan binatang berbeda karena akal budi yang dimilikinya. Akal bersumber pada otak. Dan budi bersumber pada jiwa. Ilmu Alamiah Dasar (IAD) merupakan salah mata mata kuliah yang termasuk mata kuliah umum (MKU) yakni mata kuliah dengan bobot 2 sks ini wajib diikuti oleh setiap mahasiswa pada semua program studi terutama untuk program studi non exacta dengan maksud mahasiswa dikenalkan pada konsep-konsep dasar alamiah dalam menunjang dan melandasi pengetahuan mahasiswa dalam memahami, mengkaji dan menerapkan pengetahuan lainnya, khususnya pemecahan-pemecahan masalah, teori maupun konsep ilmu yang berkaitan dengan alam. A. Manusia Yang Bersifat Unik Ciri-ciri manusia yaitu : 1. Organ tubuhnya lengkap dan sangat khusus terutama otaknya, Jangankan alam sekitar, diri sendiri kita pun masih banyak menyimpan tanda tanya. Otak manusia bisa disamakan dengan prosesor komputer. Bedanya, kinerja prosesor dapat diuraikan secara logika, sedangkan otak kita tidak. Dari berbagai macam riset yang telah dilakukan oleh manusia selama ribuan tahun mulai terungkap beberapa sisi misterius otak manusia. Walaupun demikian, ada beberapa yang tidak dapat dijelaskan secara ilmiah. Ada beberapa fakta penting ditemukan yang sebelumnya mungkin tidak pernah terpikirkan oleh manusia. Otak adalah salah satu organ yang paling menakjubkan di dalam tubuh manusia, karena ia dapat mengendalikan sistem saraf pusat agar bisa bekerja secara normal. Otak manusia sangatlah kompleks dan terdiri sekitar 100 miliar saraf (neuron) dan ada begitu banyak hal terjadi di dalam otak dengan berbagai bidang yang berbeda. Karenanya otak termasuk salah satu organ vital dalam kehidupan manusia. Ilmu Alamiah Dasar 1 2. Mengadakan metabolisme atau penyusunan dan pembongkaran zat dalam arti ada zat masuk dan keluar. Pada tubuh manusia terjadi metabolisme yang mengkoordinasi kerja tubuh. Proses metabolisme selain menghasilkan zat yang berguna bagi tubuh tetapi juga menghasilkan zatzat sisa yang tidak berguna bagi tubuh. Zat-zat sisa yang berguna bagi tubuh dapat bermanfaat bagi tubuh kita dalam kelangsungan hidup. Hasil –hasil metabolisme yang berupa zat-zat sisa yang tidak dimanfaatkan lagi oleh tubuh berupa racun. Zat-zat sisa tersebut perlu dikeluarkan dari tubuh melalui organ-organ tubuh tertentu. 3. memberikan tanggapan terhadap rangsangan dari dalam dan luar Salah satu ciri manusia adalah respons terhadap rangsangan. Kemampuan manusia memberi tanggapan terhadap rangsangan disebut iritabilitas.Rangsangan dapat disebabkan oleh faktor luar dan juga faktor dari dalam tubuh. Contohnya, mata kita akan mengedip bila terkena cahaya yang silau 4. memiliki potensi untuk berkembang Manusia juga memiliki daya pikir dan daya cipta yang dapat membuat kehidupa menjadi lebih baik. Daya pikir dan daya cipta yang Manusia miliki merupakan potensi yang terdapat dalam diri manusia iti sendiri. Setiap orang memiliki bakat dan potensi yang berbeda-beda. Dengan bakat dan potensi yang manusia miliki, manusia dapat berkembang. Di dunia ini, ada orang yang berpotensi dalam bidang ekonomi, politik, budaya dan sebagainya. 5. tumbuh dan berkembang Pertumbuhan dan perkembangan merupakan dua proses yang berjalan sejajar dan berdampingan. Jadi proses pertumbuhan dan perkembangan tidak dapat dipisahkan satu dengan yang lain. Setiap makhluk hidup mengalami proses pertumbuhan dan perkembangan Pertumbuhan adalah proses pertambahan ukuran yang tidak dapat kembali ke asal (irreversibel), yang meliputi pertambahan volume dam pertambahan massa Perkembangan adalah proses menuju tercapainya kedewasaan 6. berinteraksi dengan lingkungannya Manusia adalah makhluk hidup oleh karena itu manusia juga berinteraksi dengan lingkungannya. Dalam interaksi tersebut terdapat pola interaksi antara manusia dan lingkungannya. Apakah manusia mempengaruhi lingkungannya atau sebaliknya manusia dipengaruhi ooleh lingkungan dan apakah kedua-duanya saling mempengaruhi. Interaksi antara manusia dengan lingkungannya terjadi dari sejak manusia lahir dan menempati dunia ini. Berbagai teori yang dikemukakan untuk dapat memberikan penjelasan terhadap interaksi tersebut. Diketahui bahwa interasksi antara mansuia dan Ilmu Alamiah Dasar 2 lingkungannya sangatlah kompleks. Hal ini disebabkan oleh karena banyaknya karakteristik yang dimiliki baikmanusia dan lingkungan hidupnya yang secara bagian per bagian atau unsur-unsur akan saling berainteraksi. Hubungan atau interaksi tersebut adalah merupakan interaksi yang saling menguntungkan antara satu dengan lainnya. 7. Bergerak Bergerak merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Gerak pada manusia dan hewan jelas tampak terlihat. Kamu dapat berjalan, berlari, dan menggerakkan tangan. Begitu juga dengan hewan dapat berlari, terbang, dan lain sebagainya. Untuk melakukan gerakan tersebut, manusia dan hewan dibantu oleh alat gerak. Pada manusia, misalnya tangan dan kaki. Sedangkan, pada hewan, seperti sayap, sirip, kaki, silia, dan lainnya. Selain manusia dan hewan, tumbuhan juga melakukan gerakan, tapi gerakan ini tidak mudah dilihat. Contoh gerakan pada tumbuhan adalah menutupnya daun putri malu bila disentuh. Daun-daun pohon petai cina yang menutup pada sore hari, arah tumbuhnya tanaman selalu ke arah datangnya sinar matahari, dan bunga matahari yang selalu menghadap matahari. Gerakan pada tumbuhan disebabkan karena ada rangsangan dari luar. B. Rasa Ingin Tahu dan Akal Budi 1. Rasa ingin tahu (kuriositas) Berbeda dengan mahluk lainnya manusia selalu serba ingin tahu terhadap berbagai fenomena alam yang dialaminya, manusia selalu bertanya ada apa ? (jika terjadi gempa bumi, gunung meletus, banjir bandang atau gejala alam lainnya khususnya membuat mereka cemas) hal ini merupakan daya rangsang yang diteruskan pada daya fikir sehingga munculah pertanyaan ada apa?, setelah tahu bahkan manusia terus bertanya lebih jauh lagi, Bagaimana ? dan seterusnya akan bertanya mengapa ? pertanyaan-pertanyaan tersebut merupakan pisau-pisau untuk menoreh pengetahuan walaupun secara sederhana dan bersifat indrawi. Sementara mahluk lain dalam memenuhi kebutuhan dan kelangsungan hidupnya hanya mengandalkan naluriah (instink) belaka sementara Asimov menyebutnya idle curiosity yang sifatnya tetap tidak berkembang sepanjang jaman contohnya sarang burung manyar mungkin yang tercanggih dibanding burung lainnya, tetapi sejak dulu sampai saat ini sarang burung manyar konstruksi dan motivnya tetap begitu saja, berbeda dengan manusia dulu pada zaman primitif manusia hidup digua-gua, berubah menjadi rumah sederhana, dengan ilmu dan teknologi manusia dapat membangun rumah-rumah modern pencakar langit, artinya manusia memiliki rasa ingin tahu yang berubah menjadi daya piker yang dapat berkembang sepanjang jaman sesuai dengan kebutuhan dan keinginannya yang tidak pernah puas maka manusia terus berupaya mencari dan menemukan sesuatu yang dapat memudahkan dan menyenangkan dalam hidupnya. 2. Akal budi Ilmu Alamiah Dasar 3 Akal adalah kemampuan pikir manusia sebagai kodrat alami yang dimiliki manusia. Berpikir adalah perbuatan operasional yang mendorong untuk aktif berbuat demi kepentingan dan peningkatan hidup manusia. Fungsi akal adalah untuk berfikir, kemampuan berfikir manusia mempunyai fungsi mengingat kembali apa yang telah diketahui sebagai tugas dasarnya untuk memecahkan masalah dan akhirnya membentuk tingkah laku. Budi adalah akal yang merupakan unsur rohani dalam kebudayaan. Budi diartikan sebagai batin manusia, panduan akal dan perasaan yang dapat menimbang baik buruk segala sesuatu. C. Perkembangan Ilmu Alamiah dan Kriteria Ilmiah 1. Perkembangan ilmu alamiah Seiring dengan bertambahnya kebutuhan manusia akan ilmu pengetahuan, maka ilmu pengetahuan yang terutama alam pun semakin berkembang. a. zaman Kuno ilmu pengetahuan alam yang diperoleh masih bersumber pada trial error, namun didukung oleh kemampuan menulis. Sehingga pada zaman ini dihasilkan pengamatan dan pencatatan peredaran matahari, ahli astronomi Babilonia menetapkan pembagian waktu (tahun=12bulan, minggu=7hari, hari=24jam, jam=60menit, menit=60detik). b. Zaman Yunani Kuno pada tahap ini, manusia mulai mengadakan penyelidikan (inquiring). Adapun beberapa tokohnya : Thales (624-548SM), Phytagoras (580-500SM), Socrates (470-399SM), Leucipus dan Democritus (460-370SM), Aristoteles (384-322SM), dan Archimedes (287-212SM). c. Zaman Pertengahan dibagi menjadi dua : Zaman Alkimia dimana ahli kimia menambahkan tiga unsur kimia selain empat unsur sebelumnya, yaitu air raksa (logam yang mudah menjadi uap), garam (tidak dapat terbakar dan bersifat tanah), dan belerang (mudah terbakar dan member nama). Dan, Zaman Latrokimia, tokohnya : AlKhowarizmi (780-850M), Niarizi (wafat th.922M), Ar-Razi (866-909M), Ibn Sina (980-1037M), Ibn Baithar (wafat1248M), dan Al-Ashama’i (740-828M). d. Zaman Modern tokohnya : Evangelista T.(1588-1647M), Antonio L.L(1743-1749M), dan Antony van L.(1632-1723M). Setelah Zaman atau fase diatas dapat digolongkan IPA Klasik dan IPA Modern. IPA Klasik, umunya bersifat tradisional. Contohnya, pada pembuatan tempe dan ragi yang secara tidak langsung didasari mikrobiologi, mikrologi, dan ilmu fisika. Dan juga, pada pembuatan gula kelapa yang menggunakan ilmu kimia dan fisika yang lebih lanjut lagi tingkatannya. IPA Modern, sudah mengalami beberapa kali pengujian, dan contonya pengolahan sampah organic menjadi energy biogas. Ilmu Alamiah Dasar 4 2. kriteria ilmiah Suatu pengetahuan dinyatakan ilmiah apabila dapat memenuhi criteria sebagai berikut: Sistematis Berobjek Bermetoda Universal Kebenaran pengetahuan ilmiah harus bersifat sistematis yakni bertautan dan meiliki hubungan kebanaran yang saling mendukung dengan pengetahuan lainnya (tidak berdiri sendiri ) dan memiliki langkah yang tersusun dalam menemukannya, disamping itu kajian ilmu harus memiliki objek yang jelas karena pada hakekatnya pengetahuan ilmiah itu adalah bertujuan dalam justifikasi objek melalui metoda ilmiah (scientific methode) yang operasional terarah dan terukur dan mengandung fakta kongkrit sehingga menghasilkan kebenaran yang bersifat universal yakni berlaku secara menyuluruh. Perlu dikemukakan pula bahwa disamping adanya kriteria ilmiah yang mampu menghasilkan kebnenaran ilmiah, juga adapula criteria kebenaran yang sifatnya non ilmiah, yakni ; Perasaan Intuitif Trial and error Perasaan merupakan salah satu cara untuk menarik kesimpulan yang tidak berdasarkan nalar tentu saja hal ini akan bersifat subjektif karena perasaan setiap orang satu dengan lainnya memiliki sensitifitas yang berbeda. Sedangkan instuisi merupakan kegiatan berpikir yang tidak analistis, tidak berdasarkan pola berpikir tertentu, pendapat yang berdasar intuisi timbul dari pengetahuan-pengetahuannya yang terdahulu melalui proses berpikir yang tidak disadari. Seolah-olah pendapat itu muncul begitu saja tanpa dipikir terlebih dahulu. Setiap orang memiliki kepekaan dan ketajaman intuitif yang tingkatnya berbeda-beda, mungkin orang yang terlatih intuisinya akan memeiliki kepekaan yang tinggi dan Ilmu Alamiah Dasar 5 memungkinkan intuisinya dapat mendekati kebenaran atau sebaliknya bagi orang yang memiliki kepekaan dan ketajaman intuisi yang rendah. Sementara kebenaran dengan criteria trial and error sekalipun tingkat kebenaran lebih maju dibanding prasangka dan intuitif, tetapi pendekatan ini dipandang tidak efesien karena cara untuk memperoleh pengetahuan melalui coba-coba atau untung-untungan dan lebih cenderung error daripada berhasil. D. Metode Ilmiah dan Implementasinya Kebenaran ilmu alamiah akan terlihat dari metode yang digunakan, jika sesuatu pengetahuan didapat melalui metoda ilmiah maka pengetahuan itu dinyatakan ilmiah dan sebaliknya jika tidak melalui metode ilmiah maka pengetahuan itu dinyatakan tidak ilmiah, lebih lanjut di bawah ini dijelaskan prosedur dan langkah-langkah metode ilmiah. a. Pengindraan Pengindraan merupakan langkah awal yang penting dalam mengenali objek masalah, tetapi akurasi pengindraan tidak dapat dijadikan ajeg kebenaran karena pengaruh kondisi dan sifat pengindraan yang terbatas dalam mengenali objek, oleh karena itu perlu adanya pengulangan secara berkali-kali dan memerlukan waktu yang relatif lama, biasanya orang yang terlatih memiliki pengindraan yang tajam, seorang ahli musik memiliki pengindraan pendengaran yang sensitive sehingga peka terhadap kebenaran musik. Begitu pula ahli peneliti perlu terlatih dalam mengindra objek supaya tidak keliru, maka untuk itu agar pengindraan dapat ajeg, objektif perlu dibantu dengan alat indra buatan yang ditera akurasinya seperti termometer sebagai alat untuk mengukur suhu. b. Masalah Langkah selanjutnya setelah proses pengindraan terhadap suatu objek yang telah direnungkan terlebih dahulu adalah menentukan masalah hasil pengindraan, untuk mengetahui sesuatu itu menjadi masalah apabila objek itu mengandung pertanyaan, seperti pertanyaan apa ? bagaimana ? dan mengapa ? suatu objek itu begini atau Ilmu Alamiah Dasar 6 begitu, tentu saja pertanyaan para ilmuwan akan berbeda dengan orang umum artinya pertanyaan itu harus terukur dan teruji sehingga akurasi jawabannya dapat dipertanggungjawabkan. Perlu ditegaskan bahwa pertanyaan yang dimaksud adalah mengandung objek yang jelas atau dapat diindra, bukan pertanyaan mengapa alam ini ada ? karena pertanyaan seperti ini bukan kajian ilmu alamiah. c. Hipotesa Hipotesa atau dugaan sementara merupakan jawaban sementara dari pertanyaan masalah, untuk mengetahui apakah hipotesa itu benar perlu diuji dan eksperimen yang akurat dan didukung oleh data fakta yang kuat, bila ternyata fakta berbicara lain maka perlu disusun hipotesis baru. Biasanya ilmu membuat hipotesa terdiri dari dua klausal positif dan negatif yakni dua jawaban yang satu dengan lainnya saling bertolak belakang., diantara kedua hipotesa itu diharapkan salah satunya dapat didukung oleh data dan fakta hasil eksperimen maupun survai. d. Eksperimen Eksperimen merupakan pengujian terhadap hipotesa yang dilakukan untuk mendapatkan pengumpulan data atau fakta melalui kegiatan observasi langsung atau percobaan/eksperimental. Selanjutnya fakta-fakta itu dikumpulkan dan dianalisa apakah mendukung hipotesa yang diajukan atau tidak. e. Penarikan Kesimpulan Penarikan kesimpulan dilakukan berdasarkan atas penilaian melalui analisis terhadap fakta-fakta, untuk melihat apakah hipotesa itu yang diajukan itu diterima atau sebaliknya ditolak. Hipotesa yang diterima merupakan pengetahuan yang telah diuji kebenarannya dan sebagai bagian dari ilmu pengetahuan. Dengan demikian ilmu pengetahuan itu disusun secara sistematis dengan menggunakan metoda tertentu dan diuji kebenarannya secara empiris dan berlaku secara universal. E. Keterbatasan Ilmu Alamiah Ilmu Alamiah Dasar 7 Mengenai keterbatasan Ilmu Alamiah, untuk itu perlu dilakukan pengujian sampai dimana berlakunya metode ilmiah dan dimana metode ilmiah tidak berlaku. Untuk itu kita perlu memperhatikan : Pertama, Bidang ilmu Alamiah, yang menentukan bidang ilmu alamiah adalah metode ilmiah, karena bidang ilmu alamiah adalah wahana di mana metode ilmiah dapat diterapkan, sebaliknya bidang non ilmiah adalah wahana dimana metode ilmiah tidak dapat terapkan. Contoh hipotesa tentang keberadaan tuhan merupakan konsep yang tidak bisa menggunakan metode ilmiah dan apabila menggunakan konsep ini bisa menyebabkan orang Atheis. Kedua, tujuan ilmu Alamiah, membentuk dan menggunakan teori. Ilmu alamiah hanya dapat mengemukakan bukti kebenaran sementara dengan kata lain untuk kebenaran sementara adalah “Teori”. Karena tidak ada sesuatu yang mutlak tetapi terus mengalami perubahan (contoh teori tentang bumi ini bulat) Ketiga. Ilmu alamiah dan nilai, ilmu alamiah tidak menentukan moral atau nilai suatu keputusan . Manusia pemakain ilmu alamiahlah yang menilai apakah hasil Ilmu Alamiah baik atau sebaliknya. Contoh penemuan mesiu atau bom atom. F. Penelaahan Alam Semesta dan Sikap Ilmiah 1. Penelaahan Alam Semesta a. Relativitas alam semesta Relativitas umum (bahasa Inggris: general relativity) adalah sebuahteori geometri mengenai gravitasi yang diperkenalkan oleh Albert Einstein pada 1916. Teori ini merupakan penjelasan gravitasitermutakhir dalam fisika modern. Ia menyatukan teori Einstein sebelumnya, relativitas khusus, dengan hukum gravitasi Newton. Hal ini dilakukan dengan melihat gravitasi bukan sebagai gaya, tetapi lebih sebagai manifestasi dari kelengkungan ruang dan waktu. Utamanya, kelengkungan ruang waktu berhubungan langsung denganmomentum empat (energi massa dan momentum linear) dari materiatau radiasi apa saja yang ada. Hubungan ini digambarkan olehpersamaan medan Einstein. Banyak prediksi relativitas umum yang berbeda dengan prediksi fisika klasik, utamanya prediksi mengenai berjalannya waktu, geometri ruang, gerak benda pada jatuh bebas, dan perambatan cahaya. Contoh perbedaan ini meliputi dilasi waktu gravitasional, geseran merah gravitasional cahaya, dan tunda waktu gravitasional. Prediksi-prediksi relativitas umum telah dikonfirmasikan dalam semuapercobaan dan pengamatan fisika. Walaupun relativitas umum bukanlah satu-satunya teori relativistik gravitasi, ia merupakan teori paling sederhana yang konsisten dengan data-data Ilmu Alamiah Dasar 8 eksperimen. Namun, masih terdapat banyak pertanyaan yang belum terjawab. Secara mendasar, terdapat pertanyaan bagaimanakah relativitas umum ini dapat digabungkan dengan hukum-hukum fisika kuantumuntuk menciptakan teori gravitasi kuantum yang lengkap dan swa-konsisten. Teori Einstein memiliki implikasi astrofisika yang penting. Teori ini memprediksikan adanya keberadaan daerah lubang hitam yang mana ruang dan waktu terdistorsi sedemikiannya tiada satu pun, bahkan cahaya pun, yang dapat lolos darinya. Terdapat bukti bahwa lubang hitam bintang dan jenisjenis lubang hitam lainnya yang lebih besar bertanggungjawab terhadap radiasi kuat yang dipancarkan oleh objek-objek astronomi tertentu, seperti inti galaksi aktif dan miktrokuasar. Melengkungnya cahaya oleh gravitasi dapat menyebabkan fenomena pelensaan gravitasi. Relativitas umum juga memprediksikan keberadaan gelombang gravitasi. Keberadaan gelombang ini telah diukur secara tidak langsung, dan terdapat pula beberapa usaha yang dilakukan untuk mengukurnya secara langsung. Selain itu, relativitas umum adalah dasar dari model kosmologis untuk alam semesta yang terus berkembang. 2. Sikap Ilmiah Salah satu asfek tujuan mempelajari Ilmu alamiah dasatr ini adalah bagaimana menanamkan sikap ilmiah bagi mahasiswa, berikut ini di jelaskan beberapa sikap ilmiah yang harus dimilki oleh seorang ilmuan ; a. Jujur Sebagai ilmuan wajib melaporkan hasil pengamatannya secara objektif. Dan menyusun penelitian hingga pelaporan harus disampaikan sejujur-jujurnya sehingga terbuka bagi peneliti lain bila dilakukan pengulangan. b. Terbuka Seorang iolmuan mempunyai pandangan luas , terbuka bebas dari praduga, ia tidak memperoleh buah pikirannya dari dugaan, ia akan terus mendapatkan kebenaran dengan prosedur ilmiah dan membuka diri bagi pihak lain untuk menguji dan mengkritik kebenarannya atau selalu menghargai kebenaran orang lain. c. Toleran Ilmu Alamiah Dasar 9 Seorang ilmuwan tidak merasa bahwa dirinya paling benar, bahkan ia bersedia mengakui bahwa oprang lain mungkin lebih benar. Dalam menambah ilmu pengetahuan ia bersedia belajar dari orang lain, membandingkan pendapatnya dengan pendapat orang lain, ia memiliki tenggang rasa atau sikap toleran yang tinggi, jauih dari sikap angkuh. d. Skeptis Skeptis adalah sikap kehati-hatian dan kritis dalam memperoleh informasi, tidak sinis tetapi meragukan kebenaran informasi sebelum teruji yang didukung oleh data fakta yang kuat sehingga dalam membuat pernyataan, keputusan atau kesimpulan tidak keliru. e. Optimis Optimis adalah berpengharapan baik dalam menghadapai segala sesuatu, tidak putus asa, dan ia selalu berkata “ Beri saya kesempatan untuk berpikir dan mencoba mengerjakannya” . Seorang yang memiliki kecerdasan optimis akan memiliki rasa humor yang tinggi. John Von Neuman memberi nama hasil karyanya dengan sebutan MANIAC ( sehingga membuat peserta seminar tertawa) padahal maniac itu istilah dari singkatan Mathematical Analyzer, Numerical Integrator and Computer. f. Pemberani Seorang ilmuan harus memiliki sikap pemberani dalam menghadapi ketidakbenaran, kepura-puraan, penipuan, kemunafikan, dan kebathilan yang akan menghambat kemajuan. Sikap keberanian ini banyak dicontohkan oleh para ilmuan seperti Copernicus, Galilleo, Socrates, Bruno yang telah banyak dikenal orang. Copernicus dan Galilleo diasingkan oleh penguasa karena dengan berani menentang konsep Bumi sebagai pusat tata surya, matahari dan benda lainnya berputar mengelilingi bumi (geosentris). Dan ia mendeklarasikan justru mataharilah yang menjadi pusat tata surya bumi dan planet lainnya berputar mengitari matahari (Heliosentris), Socrates memilih mati minum racun daripada harus mengakui sesuatu yang salah. Bruno tidak takut dihukum mati dengan cara dibakar demi mempertahankan kebenaran. Ilmu Alamiah Dasar 10 Kisah keberanian ilmuan yang cukup menarik dan menjadi tauladan adalah kisah Prof. Peabody, memberikan kuliah terahir tentang “Perawatan Orang Sakit” Kuliah ini sangat jelas, penuh rasa kasih sayang dan belas kasih, saat memberikan kuliah saat itu berumur 46 tahun, segar dan bugar, fasih dalam menyampaikan materi kuliahnya. Tetapi dibalik ketenangannya itu Peabody mengidap penyakit kanker ganas yang telah diderita, ditekuni , diteliti dan dipahami secara seksama secara medis mengenai setiap gejala kanker yang dideritanya. Sehari sebelum meninggal dunia ia menulis sendiri laporan penyakitnya dengan harapan dapat dijadikan bahan penelitian pengobatan lebih lanjut. Kisah yang sama juga dilakukan oleh Marry Cury seorang fisikawan, kimiawan yang berhasil menemukan zat radio aktif, bertahun-tahun ia menekuni dan meneliti zat radioaktif dengan harapan dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan manusia, dengan perlahan radiasi unsure tersebut merambah kedalam tubuh Marry Cury dan ia tahu sehingga mengindap penyakit kanker, dalam setiap kuliahnya menjelaskan tentang radioaktif tidak pernah menunjukan ketakutan dan bahaya radiasinya dan itu terus dirahasiahkan hingga ia menjelaskan sendiri pada saat-saat ajalnya tiba. g. Kreatif Ilmuwan dalam mengembangkan ilmunya harus kreatif, Louis Al-Vares (ilmuwan fisika Berkeley) Ia seorang pemain golf. Dengan kreativitasnya ia membuat alat analisator stroboskop untuk meningkatkan cara bermain golf. Kemudian alat itu dihadiahkan kepada presiden Esenhower yang juga pemain golf, dan sejak itu ia memegang paten untuk pembuatan alat tersebut. Saat ini untuk menghargai kreativitas ilmuwan dalam meningkatkan kesejahteraan manusia diberikan penghargaan NOBEL seperti yang pernah diterima oleh keluarga Cury untuk fisika dan kima. Ilmu Alamiah Dasar 11 BAB II MATERI DAN ENERGI A. Materi Materi didefinisikan sebagai sesuatu yang mempunyai massa yang menempati ruang. Udara tersusun atas gas-gas yang tidak dapat dilihat, tapi dapat dibuktikan adanya. Dengan menghibaskan sehelai kertas, kita akan merasakan adanya angin. Angin adalah udara yang bergerak. Walau udara amat ringan, tapi dapat dibuktikan bahwa udara memiliki massa. Ikatan seutas tali tapat pada tangan-tangan sebatang kayu. Pada kedua ujung kayu itu masing-masing gantungkanlah sebuah balon yang sudah ditiup dan yang belum ditiup pada ujung yang lain. Apa yang terlihat? dari percobaan itu dapat disimpulkan bahwa udara memiliki massa dan menepati ruang. 1. Wujud Materi Dikenal tiga macam wujud materi, yakni padat, cair dan gas. Zat padat memiliki bentuk dan volume tatap, selama tidak ada pengaruh dari luar. Contoh, bentuk volume sebatang emas tetap dimanapun emas itu berada. Berbeda dengan zat cair, bentuk zat cair berubah-ubah mengikuti bentuk ruang yang ditempatinya. Didalam gas air akan mengambil bentuk ruang gelas, di dalam botol air akan mengambil bentuk ruang botol. Seperti zat padat volume zat cair juga tetap. 2. Massa dan Berat Massa suatu benda menyatakan jumlah materi yang ada pada benda tersebut. Massa suatu benda tetap disegala tempat. Massa merupakan sifat dasar materi yang paling. Massa dan berat suatu benda yang tidak identik tetapi sering diaanggap sama; berat menyatakan gaya gravitasi bumi terhadap benda itu dan bergantung pada letak benda dari pusat bumi. Berat sebuah benda dapat diukur langsung dengan menimbangnya, tapi masa sebuah benda dibumi dapat dihitung jika diketahui beratnya dan gaya gravitasi di tempat penimbangan itu dilakukan. Untuk itu, dipakailah neraca menimbang dengan neraca adalah membandingkan massa benda yang ditimbang dengan massa benda lain yang diketahui anak timbangannya. Dua benda yang massanya sama bila ditimbang ditempat yang sama, beratnya akan sama. Karena itu, yang dimaksud berat sebuah benda sebenarnya adalah massanya, maka timbul pengertian bahwa massa sama dengan berat. 3. Klasifikasi Materi Suatu bahan dapat dikatakan serba sama (homogen) atau serba aneka (heterogen). Suatu benda yang seluruh bagiannya memiliki sifat-sifat yang sama disebut bahan homogen. Perhatikan larutan gula dalam air. Keseluruh bagian akan kita amati suatu Ilmu Alamiah Dasar 12 cairan yang agak kekuning-kuningan dan bila pada setiap bagian kita ambil untuk dicicipi, terasa manis. Jadi, larutan gula ini bersifat homogen. Larutan memang suatu campuran yang serba sama, sedangkan tanah dan campuran minyak dengan air merupakan camputan heterogen. Suatu bahan yang tersusun dari dua atau lebih zat-zat yang sifatnya berbeda disebut campuran. Komposisi campuran tidak tetap, melainkan bervariasi. Oleh sebab itu, akan kita kenal campuran homogen dan campuran heterogen. Zat-zat yang ditemukan di alam jarang sekali dalam keadaan murni. Pada umumnya ditemukan campuran heterogen. Lihat batu kapur, granit, batu pualam yang ditemukan, akan tampak jelas heterogenitas sifat-sifatnya. Setiap materi yang homogen dan susunan kimianya tetap disebut zat atau subtansi. Setiap zat memiliki sifat fisika dan sifat kimia tertentu. Dikenal dua macam zat, yakni unsur dan senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia biasa dapat diuraikan menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana disebut senyawa. Jadi air adalah senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain disebut unsur. Jadi Oksigen (O) dan hidrogen (H) adalah unsur. Menurut sifat-sifat, dikenal unsur logam dan nonlogam, Besi, tembaga, dan seng, misalnya adalah unsur logam, sedangkan Arang, Belerang dan fosfor adalah unsur nonlogam. 4. Susunan Atom Untuk menjelaskan berbagai pertanyaan yang masih belum terjawab oleh teori atom, maka orang harus mengetahui susunan atom. Misalnya, pertanyaan tentang apa penyebeab atom-atom terikat bersama-bersama sehingga membentuk zat yang lebih kompleks ? Mengapa atom suatu unsur dapat bereaksi dengan atom lain, mengapa atom tembaga berada dengan atom besi ? pengetahuan tentang susunan atom menjadi lebih jelas setelah penelitian-penelitian dari Sir Humphry Davy dan Michael Faraday, keduanya berasal dari inggris. a. Penemuan Elektron Dan Proton Elektron merupakan partikel atom pertama yang ditemukan. penemuan elektron berawal dari penyelidikan tentang listrik melalui gas-gas pada tekanan rendah. Joseph john thomson dan kawan-kawannya telah melakukan percobaan mengenai hantaran listrik melalui berbagai gas dengan menggunakan suatu tabung tertutup yang dapat dihampakan seperti tertera pada gambar berikut ini. pada ujung-ujung tabung itu terdapat kutub listrik positif atau anoda dan kutub negatif atau katoda Bila katoda dan anoda dihubungkan dengan sumber listrik bertegangan tinggi dan tekanan gas di dalam tabung di.kurangi menjadi sangat kecil, yaitu sekitar 10-6 atmosfer, akan terjadi pancaran sinar yang berasal dari katoda dan menuju ke katoda. sinar itu disebut sinar katoda. Sinar katoda mempunyai sifat cahaya, tetapi sinar itu juga mempunyai sifat-sifat lain. antara lain, sinar itu dapat menggerahkan baling-baling yang diletakkan dalam jalannya dan di dalam medan listrik sinar itu dibelokkan ke arah pelat elektroda positif. Sifat-sifat tersebut menunjukkan bahwa sinar katoda terdiri dari partikelpartikel bermuatan listrik negatif. partikel-partikel sinar katoda dilepaskan oleh atom- Ilmu Alamiah Dasar 13 atom yang terdapat pada katoda. pada tahun 1897, j.j. thomson (1856-1940) membuktikan dengan eksperimen bahwa partikel sinar katoda tidak bergantung pada bahan katoda. partikel itu disebut elektron. berdasarkan pengamatan ini, dapatlah ditarik kesimpulan bahwa tiap atom unsur tentu mengandung elektron. Seorang berkebangsaan jerman bernama e.goldstein pada tahun 1886 menemukan suatu sinar lain di dalam tabung sinar katoda. la menemukan bahwa apabila lempeng tabung katoda itu berlubang-lubang maka gas yang terdapat di belakang katoda akan berpijar. b. Model Atom Dalton menggambarkan atom sebagai bola padat yang tidak dapat dibagi lagi. dengan penemuan elektron, maka (1) model atom dalton diganti dengan (2) model atom thomson.Menurut thomson, atom berupa bola bermuatan positif dan pada tempattempat tertentu di dalam bola terdapat elektron-elektron, seperti kismis di dalam roti. jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif sehingga atom bersifat netral. Model atom thomson mulai ditinggalkan ketika ernest rutherford pada tahun 1909, yang dibantu oleh hans geiger dan ernest marsden menemukan bukti-bukti baru tentang sifat-sifat atom. bukti-bukti itu diperoleh dari eksperimen yang disebut eksperimen penghabluran sinar alfa. c. Model Atom Bohr Pola atom rutherford masih memiliki kelemahan-kelemahan yang serius. Misalnya, terhadap pertanyaan-pertanyaan: mengapa elektron-elektron yang bermuatan negatif tidak tertarik dan melekat pada inti yang positif? Menurut teori mekanika klasik tentang cahaya, elektron yang bergerak harus disertai kehilangan tenaga kinetik elektron. Dengan demikian, kecepatan elektron itu semakin lama semakin berkurang, jaraknya terhadap inti semakin kecil, dan akhirnya elektron itu akan jatuh dan melekat pada inti. Di samping itu, terdapat beberapa pertanyaan yang tidak terjawab. Misalnya, apakah semua atom mempunyai jumlah elektron yang sama banyaknya? Apabila terdapat banyak elektron dalam sebuah atom, bagaimana elektron-elektron itu disusun? Apakah yang menyebabkan inti dan juga elektronelektron tidak terlepas satu dari yang lain? Untuk mengatasi kelemahan model atom rutherford, bohr mengajukan pendapat yang revolusioner, yang sebagian bertentangan dengan mekanika klasik newton. Menurut bohr, di sekitar inti itu hanya mungkin terdapat lintasan-lintasan elektron yang berjumlah terbatas; pada setiap lintasan itu bergerak sebuah elektron yang dalam gerakannya tidak memancarkan sinar. Jadi, dalam setiap keadaan station, elektron mengandung jumlah tenaga tetap dan terdapat dalam keadaan seimbang yang mantap. B. Energi Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa energi, duania ini akan diam atau beku. Dalam kehidupan manusia selalu terjadi kegiatan dan Ilmu Alamiah Dasar 14 untuk kegiatan otak serta otot diperlukan energi. Energi itu diperoleh melalui proses oksidasi (pembakaran) zat makanan yang masuk kedalam tubuh berupa makanan. Kegiatan manusia lainnya dalam memproduksi barang, transportasi, dan lainnya juga memerlukan energi yang diperoleh dari bahan sumber energi atau sering disebut sumber daya alam (natural resources) Sumber daya alam dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu : (1) Sumber daya alam yang dapat diperbaharui (renewable) hampir tidak dapat habis, misalnya tumbuhan, hewan, air, tanah, sinar matahari, angin dan sebagainya (2) Sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable) atau habis misalnya : minyak bumi atau batu bara Macam-macam energy : 1) Energi Mekanik Energi mekanik dapat dibedakan atas dua pengertian yaitu : energi potensial dan energi kinetik. Jumlah kedua energi itu di namakan energi mekanik. Setiap benda mempunyai berat, maka baik dalam keadaan diam atau bergerak setiap benda memiliki energi. Misalnya energi yang tersimpan dalam air yang dibendung pada sebuah waduk yang bersifat tidak aktif dan di sebut energi potensial (energi tempat). Bila waduk dibuka, air akan mengalir dengan deras, sehingga energi air menjadi aktif. Mengalirnya air ini adalah dengan energi kinetik (tenaga gerak) Air waduk pada contoh diatas juga memiliki energi potensial karena letaknya. Semakin tinggi letak air waduk terhadap permukaan air laut, semakin besar energi potensialnya. Secara matematis, kenyataan itu dapat dirumuskan sebagai berikut. E = mgh M = masa benda G = besar grafitasi bumi H = jarak ketinggian Sedangkan besarnya energi kinetik dapat dirumuskan : E=½mV V = kecepatan gerak benda Artinya suatu benda yang kecepatannya besar akan besar pula energi kinetiknya 2) Energi Panas Ilmu Alamiah Dasar 15 Energi panas juga sering disebut sebagai kalor. Pemberian panas kepada suatu benda dapat menyebabkan kenaikan suhu benda itu ataupun bahkan terkadang dapat menyebabkan perubahan bentuk, perubahan ukuran, atau perubahan volume benda itu Ada tiga istilah yang penggunaannya sering kacau, yaitu panas, kalor, dan suhu. panas adalah salah satu bentuk energi. Energi panas yang berpindah disebut kalor, sementara suhu adalah derajat panas suatu benda. Ketika merebus air berarti energi panas diberikan kepada air, yang berasal dari energi yang tersimpan di dalam bahan bakar kayu atau minyak tanah sehingga suhu air naik. Jika pemberian energi panas diteruskan sampai suhu air mencapai titik didihnya, maka air akan menguap dan berubah bentuk menjadi uap air. Banyaknya energi panas yang diberikan dapat dihitung dengan menggunakan hubungan rumus: Q = m x c t kalori, di mana Q = menyatakan banyaknya energi panas dalam kalori m = menyatakan massa benda/zat yang mendapatkan energi panas c = menyatakan kalor jenis benda/zat yang mendapatkan panas t = menyatakan kenaikan (perubahan) suhu. 3) Energi Magnetik Energi magnetik dapat dipahami dengan mengamati gejala yang timbul ketika dua batang magnet yang kutub-kutubnya saling didekatkan satu dengan yang lain. seperti diketahui bahwa setiap magnet mempunyai 2 macam kutub, yaitu kutub magnet utara dan kutub magnet selatan. jika dua batang magnet kutub-kutubnya yang senama (u – u/s – s) saling didekatkan maka kedua magnet akan saling tolak-menolak. Sebaliknya, kedua magnet akan saling tarik-menarik apabila yang saling berdekatan adalah kedua kutub tidak senama (u-s). Kedua kutub magnet memiliki kemampuan untuk saling melakukan gerakan. kemampuan itu adalah energi yang tersimpan di dalam magnet dan energi inilah yang disebut sebagai Energi magnetik. Semakin besar energi magnetik yang dimiliki oleh suatu magnet, semakin besar pula gaya yang ditimbulkan oleh magnet itu Pengertian tentang energi magnetik akan bertambah jelas jika dipahami melalui suatu penelitian medan magnet di sekitar kutub suatu magnet terdapat medan magnet, yaitu ruangan atau daerah di sekeliling kutub magnet di mana energi magnetik masih dapat dirasakan. Hal ini dapat diperhatikan gejalanya apabila suatu benda kecil maupun suatu magnet yang lemah diletakkan sekitar suatu kutub magnet, maka benda kecil atau magnet yang lemah itu akan bergerak. Ini berarti di sekeliling magnet yang menimbulkan medan magnet ada kemampuan untuk menggerakkan benda lain. kemampuan tersebut tidak lain adalah energi magnetik. Magnet akan dapat menarik benda lain apabila Ilmu Alamiah Dasar 16 benda tersebut dalam bentuk magnet. Benda yang dapat menjadi magnet yaitu besi, dan baja. 4) Energi listrik Energi listrik ditimbulkan/dibangkitkan melalui bermacam-macam cara. misalnya: (1) dengan sungai atau air terjun yang memiliki energi kinetik; (2) dengan energi angin yang dipakai untuk menggerakkan kincir angin; (3) dengan menggunakan accu (energi kimia); (4) dengan menggunakan tenaga uap yang dapat memutar generator listrik; (5) dengan menggunakan tenaga diesel; dan (6) dengan menggunakan tenaga nuklir. kegunaan dari energi listrik dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali yang dapat dirasakan, terutama di kehidupan kota-kota besar, bahkan sebagai penerangan yang sekarang sudah digunakan sampai jauh ke pelosok pedesaan 5) Energi Kimia Yang dimaksud dengan energi kimia ialah energi yang diperoleh melalui suatu proses kimia. Energi yang dimiliki manusia dapat diperoleh dari makanan yang dimakan melalui proses kimia. Jika kedua macam atom-atom karbon dan atom oksigen, tersebut dapat bereaksi, akan terbentuk molekul baru yaitu karbondioksida. bergabungnya kedua atom tersebut memerlukan energi. kalori tersebut dikenal sebagai energi kimia. bila kedua atom yang telah tergabung dipisahkan, maka akan melepaskan energi. energi yang terbebas disebut energi eksoterm pada reaksi korek api, juga dihasilkan energi panas yang melalui suatu proses kimia. Bertambah jelaslah kiranya untuk memahami adanya energi yang disebut energi kimia melalui pengertian yang disebut reaksi eksoterm di mana berlangsungnya reaksi kimia disertai pembebasan kalori yang disebut energi kimia. 6) Energi Bunyi Bunyi dapat juga diartikan getaran sehingga energi bunyi berarti juga getaran. Getaran selaras mempumyai energi dua macam, yaitu energi potensial dan energi kinetik. Melalui pembahasan secara matematis dapat ditunjukkan bahwa jumlah kedua macam energi pada suatu getaran selaras adalah selalu tetap dan besarnya tergantung massa, simpangan, dan waktu getar atau periode. Untuk contoh yang lebih jelas mengenai adanya energi bunyi atau energi getaran yaitu apabila orang melihat jatuhnya sebuah benda dari ketinggian tertentu. Pada saat benda itu jatuh di suatu lantai, energi kinetiknya berubah menjadi energi panas dan juga energi getaran, yaitu timbulnya suatu getaran pada lantai yang menimbulkan bunyi. Apabila getaran yang ditunjukkan itu sangat besar, akan dapat dirasakan adanya energi getarannya yaitu dengan terlihatnya getaran pada bendabenda lain di sekitarnya. Meledaknya suatu bom menimbulkan getaran yang hebat dan energi getarannya mampu merobohkan bangunan ataupun memecahkan kaca-kaca yang tebal. Gendang telinga manusia juga hanya mampu menerima energi getaran yang ditimbulkan oleh sumber getar yang frekuensi paling rendahnya adalah 16 geteran per detik (hertz) dan paling besar 20.000 getaran per detik. Ilmu Alamiah Dasar 17 7) Energi Nuklir Energi nuklir merupakan hasil dari reaksi fisi yang terjadi pada inti atom. Dewasa ini, reaksi inti yang banyak digunakan oleh manusia untuk menghasilkan energi nuklir adalah reaksi yang terjadi antara partikel dengan inti atom yang digolongkan dalam kelompok heavy atom seperti aktinida. Berbeda dengan reaksi kimia biasa yang hanya mengubah komposisi molekul setiap unsurnya dan tidak mengubah struktur dasar unsur penyusun molekulnya, pada reaksi inti atom atau reaksi fisi, terjadi perubahan struktur inti atom menjadi unsur atom yang sama sekali berbeda. Pada umumnya, pembangkitan energi nuklir yang ada saat ini memanfaatkan reaksi inti antara neutron dengan isotop uranium-235 (235U) atau menggunakan isotop plutonium-239 (239Pu). Hanya neutron dengan energi berkisar 0,025 eV atau sebanding dengan neutron berkecepatan 2200 m/ detik akan memiliki probabilitas yang sangat besar untuk bereaksi fisi dengan 235U atau dengan 239Pu. Neutron merupakan produk fisi yang memiliki energi dalam kisaran 2 MeV. Agar neutron tersebut dapat beraksi fisi dengan uranium ataupun plutonium diperlukan suatu media untuk menurunkan energi neutron ke kisaran 0,025 eV, media ini dinamakan moderator. Neutron yang melewati moderator akan mendisipasikan energi yang dimilikinya kepada moderator, setelah neutron berinteraksi dengan atom-atom moderator, energi neutron akan berkisar pada 0,025 eV. 8) Energi Cahaya atau Cahaya Energi cahaya terutama cahaya matahari banyak diperlukan terutama oleh tumbuhan yang berhijau daun. tumbuhan itu membutuhkan energi cahaya untuk mengadakan proses fotosintesis. Dengan kemajuan teknologi, saat ini dapat juga digunakan energi dari sinar yang dikenal dengan nama sinar laser. yang dimaksud dengan sinar laser ialah sinar pada suatu gelombang yang sama dan yang amat kuat. Sinar laser banyak sekali digunakan dan meliputi banyak bidang, misalnya dalam bidang industri besar digunakan dalam pembuatan senjata laser yang dapat menembus baja yang tebalnya 2 cm dan lain-lainnya. Penggunaan sinar laser dalam bidang kesehatan menunjukkan bahwa banyak penyakit-penyakit yang dapat dimusnahkan dengan sinar laser. sudah bukan menjadi persoalan lagi bagi para yang mempergunakan sinar laser. seperti halnya perawatan yang berasal dari china yang terkenal dengan akupuntur, perawatan dengan cara ini telah dimodernisir oleh ahli-ahli dunia barat. baru-baru ini, sebuah perusahaan di ottenburn telah : membuat pesawat istimewa untuk mengadakan akupuntur, yaitu dengan perantaraan sinar laser. keuntungan akupuntur laser jika dibandingkan dengan akupuntur biasa ialah bahwa waktu perawatan jauh lebih singkat dan jauh lebih ringan. perawatan dengan laser itu tidak dapat memasukkan hama ke dalam badan. pengetahuan itu diperoleh dari pengalaman di china yang dikumpulkan dalam ribuan tahun dan saat ini dilengkapi dengan pengetahuan modern tentang ilmu hayat serta ilmu faal tubuh. dengan Ilmu Alamiah Dasar 18 demikian, para dokter dapat mengadakan perawatan akupuntur laser yang lebih baik dan lebih lengkap. 9) Energi Matahari Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya : Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari. Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi. Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene menggunakan energi matahari. Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin. Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun Selain itu energi panas matahari juga berperan penting dalam menjaga kehidupan di bumi ini. Tanpa adanya energi panas dari matahari maka seluruh kehidupan di muka bumi ini pasti akan musnah karena permukaan bumi akan sangat dingin dan tidak ada mahluk yang sanggup hidup di bumi. Energi Panas Matahari sebagai Energi Alternatif. Energi panas matahari merupakan salah satu energi yang potensial untuk dikelola dan dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energi terutama bagi negaranegara yang terletak di khatulistiwa termasuk Indonesia, dimana matahari bersinar sepanjang tahun. Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa energi matahari yang tersedia adalah sebesar 81.000 TerraWatt sedangkan yang dimanfaatkan masih sangat sedikit. Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari yaitu: 1. Pemanasan ruangan 2. Penerangan ruangan 3. Kompor matahari 4. Pengeringan hasi pertanian 5. Distilasi air kotor 6. Pemanasan air 7. Pembangkitan listrik Ilmu Alamiah Dasar 19 BAB III ALAM SEMESTA DAN TATA SURYA Berdasarkan hasil pengamatan para astronom dengan menggunakan teropong binokular atau teleskop yang mutakhir bahwa di alam semesta ini terdapat bintangbintang beredar mengikuti suatu pusat berupa kabut gas pijar yang sangat besar, dikelilingi oleh kelompok-kelompok bintang yang sangat dekat satru dengan lain (Cluster) dan juga dikelilingi oleh gumpalan-gumpalan kabut gas pijar yang lebih kecil dari pusatnya (nebula) dan tebaran ribuan bintang. Keseluruhan itu termasuk matahari selanjutnya disebut Galaksi, menurut para ahli ternyata galaksi itu jumlahnya banyak, dan galaksi dimana bumi kita berinduk diberi nama galaksi Milky way atau Bhima Sakti, dan galaksi tetangga bhima sakti yang berhasil dapat dilihat oleh para astronom adalah galaksi andromeda. Galaksi merupakan kumpulan bintang-bintang yang jumlahnya tidak kurang 100 Milyar termasuk diantaranya matahari. Matahari merupakan pusat tata surya kita ini. Kumpulan bintang-bintang di dalam galaksi bentuknya menyerupai lensa cembung yang pipih atau cakram dengan garis tengah sepanjang 100 tahun cahaya dan tebalnya 10 tahun cahaya. Posisi matahari sebagai pusat tata surya berada pada jarak 30 tahun cahaya dari pusat galaksi. Perhitungan jarak sebagaimana dijelaskan di atas, dapat digambarkan sebagai berikut ; Dalam 1 detik cahaya dapat menempuh jarak sejauh 300.000 km sedang jarak bumi ke matahari = 8 . 1/3 menit cahaya atau 500 detik cahaya. Berarti jarak bumi dengan matahari = 500 x 300.000 = 150 juta km. A. Alam Semesta Alam Semesta dapat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang dianggap ada secara fisik, seluruh ruang dan waktu, dan segala bentuk materi serta energi. Istilah Semesta atau Jagad Raya dapat digunakan dalam indra kontekstual yang sedikit berbeda, yang menunjukkan konsep-konsep seperti kosmos, dunia, atau alam. Asal Usul Terbentuknya Alam Semesta Ilmu Alamiah Dasar 20 1. Teori Ledakan dahsyat (Big Bang) Seorang ahli perbintangan bangsa Belgia bernama Geprges Lamaitre pada tahun 1930 telah mengemukakan teori ledakan dahsyat. Menurut pendapatnya bahwa alam semesta atau galaksi-galaksi berasal dari suatu massa yang meledak dengan dahsyat yang bagian-bagiannya terlempar kesegala arah. Teori ini menyatakan bahwa alam semsta ini berasal dari kondisi super padat dan panas yang kemudian meledak, mengembang sekitar 13.700 juta tahun yang lalu. Teori ledakan ini bertolak dari asumsi adanya suatu masa yang sangat besar sekali dan mempunyai berat jenis yang sangat besar, meladak dengan hebat karena adanya reaksi inti. Massa itu kemudian berserak mengembang dengan sangat cepatnya menjauhi pusat ledakan. Setelah berjuta-juta tahun, masa yang berserak itu berbentuk kelompok galaksi yang ada sekarang. Mereka terus bergerak menjauhi titik pusatnya. Teori ini didukungan oleh kenyataan dari pengamatan bahwa galaksi itu memang bergerak menjauhi titik pusat yang sama. Menurut teori ini ada beberapa masa yang penting selama terjadinya alam semesta, yakni: 1. Masa batas dinding planck yaitu masa pada saat alam semesta berumur 10-43 detik berdasarkan hasil perhitungan Panck. 2. Masa Jify yaitu masa pada saat alam semesta berumur 10-23 detik, dengan jarijari alam semesta 10-13 cm dengan kerapatnnya 1055 kali kerapatan air. 3. Masa Quark yaitu masa pada saat alam semesta berumur 10-4 detik. Pada masa ini partikel-partikel saling bertumpang tindih da tidak berstruktur serta diikuti dengan terbentuknya hadron yang mempunyai kerapatan 109 ton tiap sentimeter kubik. 4. Masa pembentukan Lipton yaitu masa pada saat alam semsta berumur 10- detik. 5. Masa radiasi yaitu masa alama semesta berumur 1 detik sampai satu juta kemudian pada saat terbentuknya fusi hidrogen menjadi helium mempunyai suhu 109 derajat Kelvin. Pada saat usia alam semesta berumur 105 sampai 106 tahun mepunyai suhu 3000 derajat Kelvin. 6. Masa pembentukan Galaksi yaitu pada usia alam semesta 108-109 tahun. Pada saat usia ini galaksi masih berupa kabut Pilin yang berputar membentuk piringan raksasa. 7. Masa pembentukan tata surya yaitu pada usia 4,6 x 109 tahun. Teori ini nampaknya sesuai dengan yang difirmankan oleh Allah SWT dalam surat Al-Anbiya ayat 30, yaitu ; “ Dan apakah orang-orang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. Dan dari air Kami jadikan segala sesuatu yang hidup. Maka mengapa mereka tidak juga beriman ? “ (Q S Al-Anbiya : 30 ). Ilmu Alamiah Dasar 21 Ayat di atas menjelaskan bahwa alam semesta tang terdiri dari ribuan galaksi yang didalamnya terdapat tata surya, nebula, cluster dan benda langit lainnya berasal dari suatu massa yang bersatu padu yang kemudian atas kehendak Allah SWT di pisahkan. 2. Teori Ekspansi dan Konstraksi Para ilmuwan menduga bahwa sebelum terbentuknya alam semesta telah terjadi suatu siklus antara masa ekspansi dan masa konstraksi. Energi dari reaksi inti hydrogen dapat membangkitkan ekspansi alam sehingga terbentuklah galaksi-galaksi dan bintang-bintangnya dan unsure-unsur lainnya. Pada masa konstraksi galaksi dan bintang-bintang itu menciut dan meredup sambil memancarkan energi kalor yang sangat tinggi. 3. Teori Creatio Continua Teori ini dikemukakan oleh Fred Hoyle, Bendi dan Gold. Mereka bertpendapat bahwa saat diciptakan alam semesta ini tidak ada. Alam semesta ini selamanya ada dan akan tetap ada, dengan kata lain alam semesta tidak pernah bermula dan tidak pernah berakhir ( mengingatkan kita pada Al-Razi yang menyatakan materi itu kekal). Pada setiap saat ada partikel-partikel tersebut kemudian mengembun menjadi kabut-kabut spiral dengan bintang-bintang dan jasad-jasad alam semesta. Karena partikel yang dilahirkan lebih besar dari pada yang lenyap, maka jumlah materi makin bertambah dan mengakibatkan pemuaian alam semesta. Pengembangan ini akan mencapai titik batas kritik pada 10 milyar tahun lagi. Tetapi dalam waktu 10 milyar ini akan dihasilkan kabut-kabut baru. Menurut teori ini 90 % materi alam semesta adalah oksigen. Dari hydrogen ini akan membentuk helium dan zat lainnya. Terbentuknya Galaksi Sains modern berpendapat bahwa cosmos telah terjadi dari pada kumpulan gas yakni hydrogen dan sedikit helium yang berputar secara pelan pada zaman yang sangat kuno. Kumpulan gas tersebut kemudian terbagi menjadi potongan –potongan banyak dari dimensi dan kelompok yang sangat besar. Ahli astrofisika memperkirakan bahwa dimensi tersebut 1 milyar samapi dengan 100 milyar kali besarnya matahari dan besarnya matahari adalah 300.000 kali besarnya bumi. Angka-angka itu memberikan Ilmu Alamiah Dasar 22 gambaran kepada kita tentang kelompok gas mula-mula yang kemudian melahirkan galaksi. Menurut Fowler (1957) sekitar 12.500 juta tahun lalu galaksi bhima sakti masih berbentuk kabut gas hydrogen yang sangat panas. Kemudian ia berotasi sehingga bentruknya menjadi bulat dan bertambah berat. Akibatnya ia mengadakan konstraksi dan bagian masa luarnya yang memiliki berat jenis yang besar banyak yang tertinggal dan kemudian membentuk bintang-bintang yang secara lambat laun melakukan konstraksi sambil memancarkan energi potensialnya berupa kalor sehingga lambat laun suhunya menjadi turun. Setelah ribuan tahun bintang-bintang itu ada yang bentuknya hampir tetap seperti matahari kita. Tata Surya 1. Teori Nebular (kabut) Teori terjadinya tata surya mula-mula dikemukakan oleh Immanuel Kant (1755) seorang ahli filsafat bangsa Jerman dan Pierre Simon Lapace (1796) seoramg ahli fisika bangsa Perancis. Keduanya berpendapat bahwa tata surya berasal dari kabut, sehingga disebut teori Kabut Kant-Laplace, dalam alqur’an menjelaskan bahwa penciptaan langit itu berasal dari asap (kabut), Qur’an surat Fussilat ayat 11. Artinya ; Kemudian Dia menuju kepada penciptaan langit dan langit itu masih merupakan asap, lalu Dia berkata kepadanya dan kepada bumi, Datanglah kamu keduanya menurut perintah-Ku dengan suka hati atau terpaksa. Keduanya menjawab Kami dating dengan suka hati. Kant dan Laplace sekalipun memilikim kesamaan dalam menjelaskan asal tata surya tetapi mereka berbeda dalam menjelaskan proses pembentukan tata surya, sebagaimana dijelaskan di bawah ini : Immanuel Kant : Ia berpendapat bahwa tata surya itu berasal dari gumpalan kabut gas panas yang berputar pada porosnya. Kemudian kabuit itu menjadi padat dan atas dasar prinsip Ilmu Alamiah Dasar 23 tarik menarik dan tolak menolak dari bagian-bagian kabut yang memadat itu dipusatnya membentuk inti menjadi matahari sedangkan bagian-bagian lainnya bersatu lalu memisahkan diri dari yang lainnya dan menjadilah planet-planet. Dengan demikian planet-planet itu terbentuk bersamaan dengan matahari. Laplace : Ia berpendapat bahwa tata surya berasal dari nebula/kabut gas pijar bercampur dengan debu yang berputar p[ada porosnya. Akibat percepatan rotasinya, kabut makin mengecil dan bentuknya menjadi seperti cakram (pipih). Karena percepatannya makin besar, keadaan kabut menjadi tidak stabil dan terlepas membentuk cincin gas, lalu memadat. Pemadatan itu berlangsung terus menerus , kemudian membuat ketidakstabilan baru sehingga membentuk cincin gas yang baru dan memadat lagi dan seterusnya. Cincin itu membentuk planet, sedangkan yang masih panas menjadi matahari. 2. Teori Tidal atau Pasang Surut Teori ini dikemukakan oleh James H. Jeans dan Harold Jeffres pada tahun 1919. Menurut teori ini ratusan juta tahun lalu sebuah bintang bergerak mendekati matahari dan kemudian menghilang. Pada waktu itu sebagian matahari tertarik dan lepas. Dari bagian matahari yang lepas inilah kemudian terbentuk planet-planet. 3. Teori Bintang Kembar Menurut teori ini, kemungkinan dahulu matahari merupakan sepasang bintang kembar. Oleh sesuatu sebab salah satu bintang meledak, dan oleh gaya tarik gravitasi bintang yang satunya (matahari sekarang), pecahan tersebut tetap berada di sekitar dan beredar mengelilinginya. 4. Teori G.P. Kuiper Pada tahun 1950 G.P Kuiper mengajukan teori berdasarkan keadaan yang ditemui di luar tata surya dan menyuarakan penyempurnaan atas teori-teori yang telah dikemukakan yang mengandaikan matahari serta semua planet-planet berasal dari gas Ilmu Alamiah Dasar 24 purba yang ada di ruang angkasa. Pada saat ini terdapat banyak kabut gas dan diantara kabut terlihat dalam proses melahirkan bintang. Kabut gas yang tampak tipis-tipis di ruang angkasa itu, karena gaya tarik gravitasi antar molekul dalam kabut itu lambat laun memampatkan diri menjadi massa yang semakin lama semakin padat. Pemadatan ini dimungkinkan oleh sifat gas semacam itu selalu terjadi gerakan. Selanjutnya gerakan itu semakin lama menjadi gerakan berputar yang memipihkan dan memadatkan gas kabut itu. Satu atau dua gumpalan materi memadat di tengah. Sedang gumpalan yang kecil akan melesat dilingkungan sekitarnya. Gumpalan yang memadat ditengah menjadi matahari sebagai pusat, sedang gumpalan-guympalan yang kecil menjadi bakal planet. Matahari yang dipusat begitu padat mulai menyala dengan api nuklir, yang selanjutnya api itu mendorong gas yang masih membungkus planet menjadi sirna. Sehingga planet sekarang terlihat telanjang tinggal terasnya. Tapi bakal planet yang jauh darti matahari kurang terpengaruh sehingga tampak menjadi planet yang besar dengan diliputi kabut. Konsep Alam Ganda; Para ahli astrofisika modern berpendapat bahwa sangat boleh jadi ada planet-planet yang menyerupai bumi. Mereka mengira ada kemungkinan terdapatnya planet seperti bumi di luar system matahari karena alas an-alasan seperti berikut ; Orang memperkirakan bahwa dalam galaksi kita, seperdua dari 100 milyar bintang, masing-masing mempunuyai system planet seperti system matahari. P. Guerin, seorang ahli astrofisika, menulis “system planeter sudah terang, tersebar banyak dalam cosmos, system matahari dan bumi tidak satu-satunya yang ada, kemudian ia lanjutkan ; Kehidupan, sebagaimana planet-planet yang memberinya tempat juga tersebar diseluruh cosmos, dimana saja terdapat kondisi fisikokimia yang diperlukan untuk terbentuknya kehidupan tersebut dan perkembangan selanjutnya.” Penjelasan Guerin jika kita kaitkan dengan banyak nya ditemukan ayat al-qur’an yang menyebutkan tentang kegandaan langit dengan symbol angka 7 lapis langit. Disisi lain wujudnya bumu-bumi yang mirip dengan bumi kita dari beberapa asfek, adalah suatu hal yang dapat kita fahami, tetapi para ahli sampai saat ini belum ada yang dapat Ilmu Alamiah Dasar 25 membuktikan keadaannya seperti apa. Para spesialis menganggap bahwa adanya bumi semacam itu sangat mungkin. B. Susunan Tata Surya Sebagaimana telah dijelaskan bahwa matahari adalah salah satu dari 100 milyar bintang di dalam galaksi. Matahari sebagai pusat tata surya berada pada jarak 30 tahun cahaya dari pusat bhima sakti. Pada Zaman Yunani kuno, seoreang filosuf bernama Clausius Ptolemeus mengemukakan pendapatnya bahwa bumi adalah pusat tata surya. Menurut pandangannya matahari, bulan dan planet-planet beredar mengelilingi bumi yang tetap diam sebagai pusatnya, dikenal dengan teori Geosentris. Pandangan ini dianut selama 14 abad dimana saat itu berdasarkan hasil pengamatan kasar oleh filosuf yunani sudah mampu mengenal 5 buah planet, yaitu; Merkurius, venus, mars, yupiter dan saturnus. Merkurius dan venus disebut planet dalam, karena berada diantara bumi dan matahari sedang mars, yupiter dan saturnus disebut planet luar karena berada diluar garis edar matahari. Pada abad ke 16 seorang ilmuan Polandia bernama Nicolas Copernicus berhasil mengubah pandangan yang telah berabad-abad lamanya, menurut Kopernicus bumi adalah planet, sepertihalnya planet-planet lain beredar mengelilingi matahari sebagai pusatnya, disebut dengan teori Heliosentris. Pandangan ini didasarkan oleh adanya hasil pengamatan yang teliti serta dengan perhitungan yang sistematis yang didukung oleh teropong bintang yang telah berhasil ditemukan. Dengan teropong tersebut penuan planet menjadi bertambah banyak, seperti planet Uranus, neptunus dan Pluto (1930) dan hingga saat ini telah ditemukan 10 buah planet termasuk bumi, asteroida dan planetoida. Ilmu Alamiah Dasar 26 Menurut pandamngan heliosentris, Merkurius dan venus yang berada diantara matahari dan bumi disebut planet dalam, sementara mars, astroida,yupiter, saturnus, uranus, neptunus dan Pluto berada di luar garis edar bumi dan disebut planet luar. Planet-plaanet yang beredar mengelilingi matahari melalui lintasan (orbit) yang bentuknya elips. Peredaran planet mengelilingi matahari disebut gerak revolusi, disamping itu planet-planet beredar mengelilingi sumbunya yang disebut gerak rotasi, adanya gerak rotasi pada bumi menyebabkan adanya waktu siang dan malam di bumi. Kala revolusi bumi adalah 1 tahun atau 365,25 hari sedangkan kala rotasi adalah 1 hari atau 24 jam. C. Bagian-bagian Tata Surya 1. Matahari Matahari merupakan anggota tata surya yang paling besar, disamping sebagai pusat peredaran juga matahari merupakan sumber energi dilingkungan tata surya, matahari terdiri dari bagian inti yang dilapisi oleh tiga lapisan kulit yaitu kulit fotosfer, chromosfer dan corona, panas matahari sebagai sumber kalor memiliki suhu jutaan derajat celcius yang dipancarkan berupa cahaya dengan tekanan udara ratusan juta atmosfer. Menurut J.R. Meyer Panas bumi berasal dari batu meteor yang jatuh dengan kecepatan tinggi pada permukaan matahari. Sedang menurut teori konstaksi Helmholz panas itu karena menyusutnya bola gas matahari, Dr. Bothe menyatakan panas itu berasal dari reaksi nuklir yang disebut reaksi hydrogen helium sintetis. 2. Planet Merkurius Ilmu Alamiah Dasar 27 Merkurius merupakan planet terdekat dengan matahari, hampir 93 % panas matahari terserap oleh bagian merkurius yang menghadap matahari sehingga suhunya sangat panas, sedangkan bagian yang tidak menghadap matahari dingin sekali ( sehingga tidak ada air dan udara ), planet ini tidak memiliki satelit (bulan) dan diperkirakan tidak ada kehidupan. 3. Planet Venus Planet ini terselubung dengan awan putih yang sangat tebal sehingga dapat memantul cahaya matahari ke bumi, oleh karenanya dapat dilihat dari bumi dengan cahaya yang terang (sering disebut bintang timur karena selalu terbit mendahului matahari di sebelah timur dan disebut pula bintang kejora yang suka bersinar pada sore hari), Venas menyerap cahaya matahari sekitar 20 % tidak memiliki satelit, kalrevolusinya 225 hari dan kala rotasi 247 hari. 4. Planet Bumi Planet bumi terletak pada urutan ke tiga dari matahari, ukurannya hampir sama dengan venus, jarak bumi terhadap matahari sekitar 150 juta km, kala rotasi bumi 24 jam dan kala revolusinya 365,25 hari, bumi dilapisi atmosfer dengan suhu dan penerimaan cahaya matahari yang ideal sehingga dapat tersedia air dan gas ( subtansi kehidupan). a. Gerak Rotasi Bumi Gerak berputar pada porosnya disebut dengan gerak rotasi, arah rotasi bumi sama dengan arah revolusinya, yakni dari barat ke timur. Inilah sebabnya mengapa matahari terbit dari timur dan terbenam di barat, satu kali rotasi menempuh 360 derajat selama 24 jam ( 1 hari ). Sebagai akibat rotasi bumi munculah gejala berikut : 1) Gerak semu harian dari matahari, yang seakan-akan matahari, bulan, bintangbintang dan benda-benda langit lainnya terbit di timur dan terbenam di barat. 2) Pergantian siang dan malam, dimana separuh dari bola bumi menerima sinar matahari (siang), dan separuh lainnya mengalami kegelapan (malam). Ilmu Alamiah Dasar 28 b. Gerak Revolusi Bumi Sebagaimana pembuktian Kopernicus oleh ilmuan Galilleo Gallilei, Tycho Brahe dan Keppler tentang heliosentris dimana bumi berevolusi mengelilingi matahari dalam satu revolusi = 1tahun = 365,25 hari. Selama berevolusi posisi bumi miring terhadap bidang ekliptika, sehingga revolusi bumi berakibat ; 1) Pergantian empat musim di daerah sebelah utara garis balik utara (23,5 LU) 2) Perubahan lamanya siang dan malam 3) Terlihatnya rasi bintang dari bulan ke bulan c. Struktur Bumi Komposisi dan Struktur Bumi adalah sebuah planet kebumian, yang artinya terbuat dari batuan, berbeda dibandingkan gas raksasa seperti Jupiter. Planet ini adalah yang ter besar dari empat planet kebumian,dalam kedua arti , massa dan ukuran.dari ke empat panet kebumian, juga memiliki kepadatan tertinggi, gravitasi permukaan terbesar, medan magnet terkuat dan rotasi paling cepat. Bumi juga merupakan satu-satunya planet kebumian yang memiliki lempeng tektonik yang aktif. Bentuk Bentuk planet bumi sangat mirip dengan bulatan gepeng (ablate spheroid). Sebuah bualtan yang tertekan ceper pada orientasi kutub-kutub yang menyebabkan buncitan pada khatulistiwa. Buncitan ini terjadi karena rotasi bumi,menyebabkan ukuran diameter khatulistiwa 43 km lebih besar dibandingkan diameter dari kutub ke kutub. Diameter rata-rata dari bulatan bumi adalah 112.742 km, atau kira-kira 40.000km/π. Karena satuan meter pada awalnya didefinidikan sebagai1/10.000.000 jarak antara khatulistiwa ke kutub utara melalui kota Paris, Prancis. Lapisan bumi Menurut komposisi (jenis dari materialnya), bumi dapat dibagi menjadi lapisanlapisan sebagai berikut : 1) Kerak bumi Kerak bumi adalah lapisan terluar dari bumi yang terbagi dua kategori, yaitu kerak samudera dan kerak benua. Kerak samudera memiliki ketabalan sekitar 5-10 km, sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan 20-70 km. penyusun kerak samudera yang utama adalah batuan basalt, sedangkan penyusun utama kerak benua adalah granit, yang tidak sepadat batuan basalt. Kerak bumi dan sebagian mantel bumi Ilmu Alamiah Dasar 29 membentuk lapisan litosfer dengan ketebalan total kurang lebih 80 km. temperature kerak meningkat seiring kedalamannya . pada batas terbawahnya temperatur kerak menyentuh angka 200-400o C. 2) Mantel bumi Mantel bumi terletak di antara kerak dan ini bumi. Mantel bumi merupakan batuan yang mengandung magnesium dan silikon. Suhu pada bagian mantel bagian atas ± 1500oC-300oC. 3) Inti Bumi Lapisan ini bumi dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapidan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sebesar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya 4.500oC. Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu: Atmosfer Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km. gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi. Litosfer Adalah lapisan kulit bumi paling luar yang berupa batuan padat.litosfer tersusun dalm dua lapisan, yaitu kerak dan selubung yang tebalnya 50-100 km. litosfer merupakan lempeng yang bergerak sehingga dapat menimbulkan pergeseran benua. Hidrosfer Air adalah senyawa gabungan dua atom hydrogen dengan satu atom oksigen menjadi H2O. sekitar 71% permukaan bumi merupakan wilayah parairan. Lapisan air yang menyelimuti permukaan bumi disebut hidrosfer. Biosfer Biosfer merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdidri dari gabungan ekosistem yang ada di planet bumi. System ini mencakup semua makhluk hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya sebagai kesatuan utuh. Secara etimologi, biosfer berasal dari dua kata, yaitu bio yang berarti hidup dan sphere yang berarti lapisan. Dengan demikian dapt di artikan biosfer adalah lapisan tempat tinggal makhluk hidup. d. Pembentukan Benua dan Samudra Benua dan samudera terbentuk melalui proses yang sangat panjang. Dahulu bentuk benua dan samudera tidak seperti sekarang ini. Setelah melalui proses yang maka terbentuklah benua seperti pada saat ini. Ilmu Alamiah Dasar 30 Ada seorang ilmuwan asal Jerman yang bernama Alfred Wagener yang mengemukakan teori tentang pembentukan benua. Menurut Alfred Wagener, sebelum jaman Carbon (± 300 juta tahun lalu), semua benua yang ada sekarang ini trgabung menjadi satu yang disebut benua Pangea. Benua pangea kemudian terpecah menjadi dua benua, yaitu benua Laurasia (di bagian utara) dan benua Gondwana (di bagian selatan). Proses pecahnya benua Pangea ini terjadi sekitar135 juta tahun yang lalu. Selanjutnya benua Laurasia bagian barat bergerak ke utara menjauhi benua Gondwana yang akhirnya membentuk benua Amerika utara. Sedangkan benua Gondwana di selatan terpecah menjadi beberapa benua, yaitu sebagai berikut : 1) Bagian barat bergeser terus kea rah barat menjadi benua Amerika Selatan. 2) Bagian timur bergerak ke timur menjadi benua Afrika. 3) Bagian yang lebih kecil di bagian timur terus bergerak kea rah timur laut dan menjadi India. 4) Satu bagian lagi terpecah menjadi dua,yaitu bagian timur terus bergerak ke arah timur laut, dan pechn bagn barat terus bergerak ke arah selatan. Samudera atau lautan berasal dari bahasa sansekerta yaitu laut yang luas dan merupakan massa air asin yng sambung menyambung meliputi permukaan bumi yang yang dibatasi oleh benua ataupun kepulauan yang besar. Lapisan air asin ini dapat mengisi cekungan di daratan maupun di lekukan yang besar di permukaan bumi. Lapisan air yang menyelimuti lekukan- lakukan permukaan bumi tersebut membentuk massa air luas yang dikenal dengan samudera atau lautan dengan massa air yang sempit disebut dengan laut. Perairan laut yang besar dikenal dengan samudera tersebar pada 4 samudera antara lain : 1) Samudera Hindia; 2) Samudera Pasifik; 3) Samudera Atlantik,dan 4) Samudera Arktik. 5. Planet Mars Mars adalah planet luar yang paling dekat dengan bumi sehingga planet sering terlihat pada setiap jam 19.00 di atas kepala kita, berwarna putih karena sering diliputi salju tipis, ada beberapa laporan hasil pemotretan satelit bahwa planet ini mengandung oksigen sekalipun dalam jumlah kecil, bahkan terlihat gambar yang bergaris-garis seperti saluran kanal, diduga ada tumbuhan lumut yang sangat sederhana tetapi Ilmu Alamiah Dasar 31 penelitian sampai saat ini masih menganggap di mars tidak ada mahluk hidup, walau demikian ilmuwan masih gencar melalukan penelitian. Mars memiliki kala revolusi 1,9 tahun dan rotasinya 24 jam 37 menit, jarak terhadap matahari 226,48 juta km dengan garis tengah 6272 km. 6. Planet Yupiter Yupiter merupakan planet terebesar, berdasarkan analisis spektroskopis planet ini mengandung banyak gas metana dan amoniak, serta mengandung gas hydrogen dan memiliki 14 satelit. Diameterrnya 138.560 km dengan rotasi 10 jam tampak sebagai bintang yang terang tengah malam, karena masanya sangat besar = 300 kalimasa bumi sehingga gravitasinyapun 2,6 kali gravitasi bumi. 7. Planet Saturnus Planet ini memiliki masa jenis yang sangat lebih kecil dari air sehingga akan terapung di atas air. Planet ini berupa gas yang terdiri dari metana dan amoniak, saturnus merupakan planetterbesar kedua sehingga memiliki 10 satelit dan satelit terbesarnya bernama Titan dan planet lain bernama phoebe yang arah geraknya berlawanan dengan 9 planet lainnya dan phoebe dianggap bukan anak kandung saturnus. 8. Planet Uranus Berbeda dengan planet lain rotasinya dari timur ke barat, jarak ke matahari 2860 juta km dengan revolusi 84 tahun sementara rotasinya 10 jam 47 detik. Planet ini diketemukan oleh Herschel bersama keluarga secara tidak sengaja saat melihat saturnus. Besar Uranus kurang dari setengah saturnus, bergaris tengah 50.560 km dan memiliki 14 buah satelit. 9. Planet Neptunus Neptunus memiliki dua satelit , satu dioantaranya bernama Triton yang beredar berlawanan arah dengan gerak rotasi neptunus, jarak ke matahari 4470 juta km dengan kala revolusi 165 tahun dan planet ini ditemukan tahun 1846 saat astronom menyelidiki Uranus yang orbitnya menyimpang dan diduga karena ada pengaruh dari gravitasi planet lain. Ilmu Alamiah Dasar 32 10. Planet Pluto Pluto merupakan planet terjauh dari matahari diketahui sejak tahun 1930, planet ini disebut juga planet transneptunus karena diduga planet ini merupakan bagian satelit neptunus yang terlepas. Pluto tidak tertembus cahaya matahari sehingga sepanjang jaman selalu gelap oleh karenanya diberi nama Pluto (dewa kegelapan bangsa yunani) dan tidak memiliki satelit. 11. Asteroida Berbentuk semacam planet tetapi sangat kecil, bergaris tengah 500 mil, jumlahnya lebih dari 2.000 buah dan terletak antara Mars dan Jupiter. 12. Komet atau bintang berekor. Garis edarnya eksentrik, periheliumnya sangat dekat dengan Matahari, sedangkan apheliumnya sangat jauh, berupa bola gas pijar seperti Matahari. 13. Meteor Merupakan batuan dingin yang terjadi akibat gaya tarik bumi sehingga masuk ke atmosfer menjadi pijar karena bergesekan dengan atmosfer. Ilmu Alamiah Dasar 33 BAB IV TINGKATAN ORGANISASI KEHIDUPAN Biologi merupakan ilmu tentang makhluk hidup beserta lingkungannya. Objek yang dipelajari dalam biologi adalah makhluk hidup dan makhluk tak hidup. Makhluk hidup selalu erat kaitannya dengan lingkungan. Lingkungan tersebut terbagi menjadi lingkungan biotic dan lingkungan abiotik. Lingkungan biotic meliputi semua makhluk hidup yang terbagi atas mikroorganisme, tumbuhan, hewan, dan manusia. Lingkungan abiotok meliputi factor kimia dan fisika yang penting bagi makhluk hidup, seperti air, temperatur, sinar matahari, dan tanah. Dalam ruang lingkup biologi, organism yang dipelajari, khususnya makhluk hidup terdiri atas berbagai tingkatan organisasi kehidupan. Tingkatan organisasi yang dipelajari dimulai dari yang paling sederhana hingga tingkatan yang kompleks. Tingkatan organisasi kehidupan dimulai dari molekul, sel, jaringan, organ, system organ, individu, populasi, ekosistem, hingga ke tingkatan bioma (Campbell, et al, 2006:4). 1. Organisasi kehidupan tingkat molekul Dalam tingkat molekul, atom-atom berikatan membentuk molekul. Molekulmolekul tersebut akan menyusun organel-organel sel. Contohnya, membran plasma yang tersusun atas molekul-molekul protein, fosfolipid, kolesterol, air, karbohidrat, dan ion-ion lain. Adanya molekul tersebut, memungkinkan membran plasma menjalankan fungsinya sebagai bagian luar sel yang memisahkan sel dengan lingkungan sekitarnya. Ilmu Alamiah Dasar 34 2. Organisasi kehidupan tingkat sel Setiap makhluk hidup tersusun atas sel. Ada makhluk hidup yang tersusun atas satu sel (uniseluler), dan ada pula makhluk hidup yang tersusun atas banyak sel (multiseluler). Sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil dari makhluk hidup. Setiap sel memiliki organel-organel yang mampu menjalankan fungsinya untuk hidup. Organel sel tersebut diantaranya ribosom, mitokondria, badan golgi, retikulum endoplasma, membran plasma, dan vakuola. Seluruh aktivitas organel tersebut dikontrol oleh inti sel (nukleus). 3. Organisasi kehidupan tingkat jaringan Jaringan merupakan kumpulan sel yang memiliki bentuk, susunan, dan fungsi sama. Kumpulan sel tersebut bekerja sama membentuk dan menjalankan tgasnya sesuai dengan fungsinya. Kajian tentang jaringan dipelajari dalam histologi. Pada makhluk hidup terdapat berbagai macam jaringan, seperti jaringan saraf, jaringan otot, dan jaringan ikat. Jaringan saraf memiliki fungsi menyampaikan rangsang dari luar untuk diteruskan menuju otak. Otak tersebut menanggapi rangsang melalui jaringan saraf untuk meresponnya. Misalnya, saat memegang benda panas, kita akan merespon dengan melepas benda panas tersebut. Ilmu Alamiah Dasar 35 4. Organisasi kehidupan tingkat organ Organisasi kehidupan tingkat organ merupakan organisasi hidup dari kumpulan jaringan. Organ merupakan kumpulan beberapa jaringan yang berbeda untuk melakukan suatu pekerjaan yang sama. Suatu organ memiliki tugas untuk menjalankan fungsinya. Organ terdiri atas beberapa jaringan yang berbeda. Contoh organ adalah kulit, jantung, ginjal, dan mata. Organ kulit tersebut terdiri dari beberapa jaringan, yaitu jaringan epitel, jaringan otot, jaringan darah, dan jaringan saraf. Keseluruhan jaringan tersebut bekerja sama menjalankan peran dan fungsinya, seperti melindungi tubuh dari berbagai faktor fisis dan menjadi pertahanan tubuh dari mikroorganisme penyebab penyakit (patogen). Di dalam tubuh makhluk hidup, organ-organ yang berbeda akan berkumpul membentuk suatu sistem yang disebut sistem organ. Kumpulan organ-organ tersebut akan menjalankan fungsi dan tugas yang saling berkaitan. Contoh sistem pada organ manusia, yaitu sistem pencernaan terdiri atas organ mulut, lidah, gigi, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, dan anus. 5. Organisasi kehidupan tingkat individu Individu merupakan organisme yang tersusun oleh kumpulan sistem organ. Kumpulan sistem organ tersebut membentuk individu. Adanya berbagai sistem organ yang memiliki fungsi berbeda, membuat suatu individu mampu melakukan fungsi hidupnya dengan baik. Contoh organisasi kehidupan tingkat individu adalah seekor kucing, seekor ular, dan seorang manusia. Ilmu Alamiah Dasar 36 6. Organisasi kehidupan tingkat populasi Organisasi kehidupan tingkat populasi terbentuk oleh spesies atau individu yang sejenis. Populasi sendiri merupakan kelompok yang terdiri atas spesies sejenis atau sama dan mendiami suatu habitat. Habitat merupakan tempat hidup suatu makhluk hidup. Di dalam suatu populasi terjadi interaksi atau hubungan antar spesiesnya. Hal tersebut dilakukan guna menjalankan fungsi hidupnya, misalnya berkembang biak, melakukan perkawinan, dan untuk perlindungan satu sama lainnya. Contoh organisasi tingkat populasi adalah sekumpulan banteng. Dalam biologi, dikenal pembagian makhluk hidup menjadi beberapa kerajaan atau kingdom. Kingdom yang dipelajari terdapat lima kelompok, yaitu kingdom Monera, kingdom Protista, kingdom Fungi, kingdom Animalia, dan kingdom Plantae. Setiap kingdom terdiri atas populasi yang berbeda, misalnya kingdom Animalia memiliki populasi banteng, populasi elang jawa, dan polpulasi harimau jawa. 7. Organisasi kehidupan tingkat komunitas Ilmu Alamiah Dasar 37 Komunitas merupakan sekelompok populasi yang hidup dalam suatu daerah dan menempati lingkungan yang sama. Komunitas merupakan organisasi kehidupan yang memiliki banyak objek untuk diamati. Contohnya, kumonitas sungai terdapat populasi katak, populasi udang, dan populasi plankton. 8. Organisasi kehidupan tingkat ekosistem Ekosistem merupakan beberapa macam populasi yang berinteraksi dengan lingkungan tempat mereka hidup baik dengan komponen biotic maupun komponen abiotiknya. Di dalam ekosistem, organisasi kehidupan berlangsung sangat kompleks. Antarpopulasi terdapat suatu hubungan simbiosis serta siklus energy dan materi.siklus energy ini terjadi melalui suatu peristiwa makan dimakan yang membentuk sebuah rantai makanan. Bahkan terdapat siklus energi yang lebih luas dan rumit dalam suatu jarring-jaring makanan. Di dalam ekosistem, hubungan antara organism biotiknya tidak dapat terlepas dari factor abiotiknya. Contohnya, hewan yang memerlukan air untuk minum. Air merupakan salah satu komponen abiotik. 9. Organisasi kehidupan tingkat bioma Bioma merupakan organisasi kehidupan yang cukup beragam, khususnya jenis makhluk hidup di dalamnya. Bioma adalah satuan daerah daratan yang luas di bumi bercirikan sejenis tumbuhan dominan di daerah tersebut. Contohnya bioma gurun, bioma taiga, bioma hutan hujan tropis, dan bioma tundra. Di dalam bioma, banyak sekali jenis individu ataupun populasi yang terdapat di dalamnya. Misalkan pada bioma hutan hujan tropis yang didominasikan oleh tumbuhan tropis, terdapat keanekaragaman individu yang tinggi di dalamnya. Indonesia memiliki bioma hutan hujan tropis, khusunya di pulau Sumatra dan Kalimantan. Tingkatan kehidupan organism yang dipelajari dalam ruang lingkup biologi dipelajari dalam berbagai tingkatan. Setiap tingkatan tersebut memiliki kekhasan mengenai cirinya. Ilmu Alamiah Dasar 38 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Ilmu Alamiah Dasar mempelajari kehidupan alam serta klasifikasi makhluk hidup yang membantu kita untuk mengetahui hal-hal apa saja yang berhubungan dengan Ilmu Alamiah. B. Saran Kritik dan saran yang membangun sangat saya harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Dan penulis juga mengharapkan agar makalah ini dapat menjadi bahan pembelajaran dan menambanh wawasan pembaca. Ilmu Alamiah Dasar 39 DAFTAR PUSTAKA http://aiiazzsecret.blog.com/2010/12/13/pengertian-ilmu-alamiahdasar-dan-bagian-bagiannya/ http://ratnawidya04.blogspot.com/2012/04/ilmu-alamiahdasar.html http://ediwahyudiug.blogspot.com/2011/10/ilmu-alamiahdasar.html http://stiemiftahulhuda.wordpress.com/modul-kuliah/ilmu-alamiahdasar/ http:kamase.org/2007/09/03/berbagai-aplikasi-energi-matahari/ Jasin Maskoeri : 1986, Ilmu Alamiah Dasar, PT.Raja Grafindo Persada, Jakarta Mawardi, Drs.Ir.Nur Hidayati : 2007, IAD IBD ISD, CV. Pustaka Setia, Bandung http://www.ridwanalbantani.blogspot.com http:/id.wikipedia.alam semesta dan tata surya http:/google.bumi dan alam semesta http://www.proyeksi.com/berita/teknologi/0310806_nuklir.htm Ilmu Alamiah Dasar 40
