Cabang-cabang Ilmu Fisika

C Kalau kita masih mengenyam pendidikan pada tingkat sekolah dasar, kita mengenal Matematika dan IPA. Setelah masuk ke jenjang Sekolah Menengah, ternyata IPA terbagi atas Fisika, Kimia dan Biologi. Selanjutnya, bagi yang melanjutkan pendidikan ke perguruan tinggi yang mengambil Jurusan Fisika, ternyata banyak sekali cabang fisika yang dipelajari walaupun hanya sebagian kecil. Pada Jurusan Fisika/Program Studi Fisika mempelajari Mekanika, Listrik dan Magnet, Gelombang dan Optik, Elektronika, Fisika Modern, Fisika Matematika dan lain-lain bahkan sampai pada penggunaan aplikasi komputer.

Pada kesempatan ini penulis akan membahas beberapa cabang ilmu fisika yang penulis ketahui di antaranya sebagai berikut:

Mekanika

Mekanika adalah satu cabang fisika yang mempelajari tentang gerak. Mekanika terbagi atas 2 bagian yakni Kinematika dan Dinamika. Pada kinematika membahas bagaimana suatu objek yang bergerak tanpa menyelidiki sebab-sebab apa yang menyebabkan suatu objek bergerak. Sedangkan pada dinamika mempelajari bagaimana suatu objek yang bergerak dengan menyelidiki penyebab. Secara rinci yang dibahas pada mekanika adalah sebagai berikut:

Gerak partikel

Medan gaya

Gerak osilasi

Pusat medan gaya

Gerak sistem partikel

Benda tegar

Gerak melingkar (rotasi)

Mekanika medium kontinu

Persamaan Lagrange

Tensor

Getaran

Relativitas khusus

Listrik dan Magnet

Antara listrik dan magnet tidak dapat dipisahkan sebab medan listrik dapat menimbulkan medan magnet dan begitu sebaliknya, medan magnet dapat menimbulkan medan listrik. Listrik terbagi atas dua bagian yakni listrik statis (elektrostatis) dan listrik dinamis (elektrodinamika).Secara rinci yang dibahas pada listrik magnet adalah:

Analisis vektor dan aplikasinya pada listrik dan magnet

Listrik statis

Listrik dinamis

Medan magnetik

Bahan magnetik

Persamaan Maxwell

Radiasi muatan

Fisika Panas (Termodinamika)

Pada cabang ini yang dipelajari adalah:

Konsep suhu dan kalor

Sistem termodinamika

Hukum-hukum termodinamika

Gas

Fungsi termodinamika

Perubahan wujud zat

Fisika Cahaya (Gelombang)

Gelombang dalam medium

Gelombang transversal

Gelombang longitudinal

Gelombang elektromagnetik

Interferensi gelombang

Difraksi gelombang

Pandu gelombang

Perambatan gelombang

Fisika Kuantum

Radiasi benda hitam

Hukum-hukum dan teori kuantum (hukum pergeseran Wien, hukum Stefan-Boltzmann, teori Raleigh-Jean, teori Planck, statistik Bose-Einstein)

Paket gelombang dan prinsip ketidakpastian

Masalah satu dimensi

Masa tiga dimensi

Metode operator

Spin dan momentum sudut

Sistem partikel

Teori perturbasi bebas waktu

Mekanika kuantum

Fisika Inti (Nuklir)

Pada dasarnya bahasan pada Fisika Inti dipelajari pada Fisika Kuantum. Objek bahasa pada Fisika Inti di antaranya:

Radioaktivitas

Model atom hidrogen

Sifat-sifat inti (nuklir)

Energi ikat inti

Susunan dan gaya inti

Reaksi inti

Fisika Optik (Geometri)

Pada dasarnya pada fisika optik yang dibahas juga terdapat pada cabang fisika Gelombang. Yang dibahas pada Fisika Optik adalah:

Alat-alat optik dan penggunaannya

Refleksi dan difraksi

Interferensi

Geometri optik

Difraksi

Gaussian (Transformasi Gauss)

Holografi (Perekaman) dan piranti holografi

 Laser

Deterktor cahaya (photo detector)

Serat optik dan aplikasinya dalam bidang telekomunikasi

Fisika Elektronika

Rangkaian ekuivalen

Arus transien

Arus bolak balik

Dioda dan Semikonduktor

Transistor

Rangkaian terpadu (IC)

Penguat (Amplifier)

FET

Elektronika digital

Astronomi/Kosmografi (Ilmu Falak)

Kosmografi/astronomi adalah ilmu mempelajari tentang perbintangan dan benda-benda angkasa. Materi yang dibahas pada astronomi adalah Tata surya, bola langit, benda-benda langit, dan lain-lain termasuk sistem penanggalan baik pada kalender Masehi maupun kalender hijriyah.

Fisika Kedokteran (Fisika Medis)

Dalam fisika kedokteran membahas bagaimana penggunaan ilmu fisika dalam bidang kedokteran (medis), di antaranya:

Biomekanika meliputi gaya dan hukum fluida dalam tubuh

Bioakuistik (bunyi dan efeknya pada sel hidup/manusia)

Biooptik (mata dan penggunaan alat-alat optik)

Biolistrik (sistem listrik pada sel hidup terutama pada jantung manusia)

Fisika radiasi 

Fisika Lingkungan

Pada Fisika lingkungan, objek yang dibahas terbagi atas 3 kategori yakni Fisika Tanah dalam/Bumi, Fisika Tanah Permukaan dan Fisika udara. Secara rinci dapat diuraikan sebagai berikut:

Hukum-hukum gas dan transpor

Radiasi

Transfer entitas dan aplikasi Fourier

Kesetimbangan panas pada permukaan air, tumbuhan, hewan dan manusia

Tanah

Iklim dan cuaca

Pencemaran lingkungan fisik

Hidrologi fisik

Fisika gempa (Seismografi fisik)

Fisika laut (oseanografi fisik)

Udara dan Atmosfer, dll

Fisika Fluida

Bagian-bagiannya adalah:

Mekanika fluida

Tekanan

Tekanan hidrostatik

Hukum Pascal

Tegangan permukaan

Hukum Archimedes

Aliran fluida

Persamaan kontinuitas

Persamaan Bernouli

dll

Geofisika

Geofisika adalah perpaduan antara ilmu fisika, geografi, kimia dan matematika. Dari segi Fisika yang dipelajari adalah:

Ilmu Gempa atau Seismologi yang mempelajari tentang gempa

Magnet bumi

Gravitasi termasuk pasang surut dan anomali gravitasi bumi

Geo-Elektro (aspek listrik bumi), dll

Selain yang diuraikan di atas, seiring perkembangan zaman, ilmu fisika telah menjadi bagian dari segi kehidupan, misalnya aplikasi fisika dalam bidang ekonomi (ekonomifisika), solusi persamaan-persamaan Fisika-Matematik dengan menggunakan komputer (fisika komputasi), dan lain-lain yang mengakibatkan fisika itu selalu ada dalam berbagai aspek. Namun yang perlu digarisbawahi adalah objek kajian fisika dibatasi pada Materi dan Gejala Alam. Dalam mempelajari fisika, modal utama yang harus dikuasai adalah Matematika.