PARA PENERUS GALILEO DALAM ILMU
FISIKA
Upaya penggolongan
dari sekelompok
orang seperti Boyle, Huygens, Von
Gericke dan Hooke sangat bermanfaat bagi
perkembangan ilmu
fisika. Penemuan mereka ini mencakup seluruh bidang ilmu fisika. Kita harus mengapresiasi para penerus
Galileo. Hal ini dilakukan untuk menunjukkan adanya
kesesuaian dan perbedaan pencapaian prestasi sebagai karya mereka dan juga menjadi sebuah prestasi
yang besar pada abad selanjutnya.Yaitu ROBERT
BOYLE,MARIOTTE dan VON GUERICKE, ROBERT HOOKE, CHRISTIAN HUYGENS
A.
ROBERT
BOYLE (1627−1691)
Boyle selalu tertarik pada alkimia
dan melakukan percobaan ekstensif dalam upaya pencapaian transmutasi logam.
Percobaannya untuk membuktikan tekanan atmosfer yang paling menarik dan
meyakinkan adalah ada tiga gelembung kecil, gelembung mengelilingi gelas,
ditiup pada nyala lampu, seukuran kacang huzel, dia berkata, “masing-masing pendek, kecil, maka
jika di dalam air terjadi perubahan berat pada gelembung kecil yang membuatnya
akan timbul atau tenggelam ketika tekanannya tepat 1atm, saya menempatkannya ke dalam gelas
air minum dan meletakkannya di tempat yang tenang. Saya mengamatinya terkadang berada di permukaan air dan tetap di sana
selama beberapa hari lalu beberapa minggu jatuh ke bawah dan beberapa waktu
akan naik lagi. Dan terkadang akan naik atau turun di bawah pada saat udara dingin atau panas.”
Percobaan ini membuat Boyle
menemukan barometer statik. Penggambaran
penemuan ini, ia mengatakan ”pilihan
membuat gelembung kaca yang besar, tipis dan ringan, yang ditiup pada nyala
lampu, saya menyeimbangkannya dengan berat logam, dalam skala sepertigapuluh
bagian yang digantungkan dengan bingkai. Kemudian ditempatkan dekat barometer
air raksa, saya bisa mempelajari berat atmosfer, walaupun ketika skala tidak mampu
menunjukkan semua variasi yang muncul di barometer air raksa, namun ini
memberikan pernyataan yang mengubah ketinggian air raksa yaitu setengah
seperempat inci.” Barometer statik ini berguna dalam pengukuran puncak gunung.
Eksperimen lain adalah untuk
menemukan tekanan atmosfer dengan satuan inci persegi. Setelah cukup kesulitan
dalam menemukannya lalu ia berpendapat bahwa berat relatif dari inci kubik air sekitar 1-14,
dan ia menentukan bahwa ketika tinggi air raksa 30 inci ditopang barometer,
tinggi udara yang menekan pada 1 inci persegi dekat permukaan bumi
harus mempunyai berat sekitar 15 pon . Tekanan udara di laut diperkirakan
sebesar 14,7304 pon, akan terlihat bahwa perhitungan
Boyle tidak berbeda jauh.
Dari
berbagai percobaannya , Boyle percaya bahwa ada sifat laten pada banyak zat, meskipun ilmu pengetahuan belum mampu
untuk menjelaskannya. Ia percaya bahwa tidak
ada tubuh yang lebih heterogen di dunia. Dia juga percaya bahwa penyakit menular
itu dibawa oleh udara, dan ia menyarankan bahwa letusan bumi bisa dibuat
seperti gempa bumi, kemungkinan seperti hembusan napas yang menghasilkan
penyakit. Dia juga berpendapat bahwa udara
kemungkinan berperan penting dalam beberapa proses kalsinasi, seperti gagasan
dari Lavoisier yang terbukti kebenarannya. Dari tindakan kimia Boyle yang tepat
dalam fenomena ini tentu saja bersifat kabur dan tidak terbatas, tapi ia telah
mengamati bahwa beberapa bagian dipengaruhi oleh udara, dan ia benar dalam
mengandaikan bahwa udara kemungkinan memiliki pengaruh yang besar dalam
memvariasikan garam yang diperoleh dari vitriol dikalsinasi.
Meskipun
dia sebagai pengamat yang memperhatikan fakta, ia memiliki kesalahan yaitu sering percaya pada apa yang
ia dengar dan mengatakan
bukti pengamat adalah benar. Dengan demikian, dari berbagai cerita
yang ia dengar sebelumnya tentang pertumbuhan logam di pertambangan adalah
salah, ia percaya bahwa udaralah yang akan menghasilkan pertumbuhan logam ini. Ia percaya kisah seorang penambang timah
pada waktu itu, setelah selang waktu dua puluh lima tahun, timbunan tanah yang
sebelumnya habis dari bijih logam kemudian menjadi bijih logam lagi bahkan
kandungannya lebih banyak dari sebelumnya. Hal ini tampaknya telah diyakini oleh para filsuf.
Sebagai
seorang alkemis, Boyle tidak
diragukan lagi, ia percaya pada teori alkimia
yaitu logam memiliki "roh" dan berbagai kualitas , maka tidak
mengherankan jika dia tidak mudah percaya pada keyakinan
tentang fenomena aneh yang diperlihatkan
oleh mereka. Boyle bekerja tentang warna
dan pemotongan atas udara walaupun mungkin kurang penting dari percobaan dan saat ia menunjukkan hal tersebut,
sekolah-sekolah waktu itu umumnya mengajarkan bahwa warna adalah kualitas
penetrasi, mencapai bagian terdalam dari substansi yang dapat dibagi menjadi bit
menit, setiap partikel penahan warna yang sama seperti rekan-rekan atau massa
asli.
Dalam
memeriksa permukaan halus dan kasar, untuk menentukan penyebab warna tersebut,
ia menggunakan mikroskop, dan ditunjukan dengan sangat jelas contoh perbedaan
dalam warna yang kasar yang dipoles pada potongan blok batu yang sama. Dia
menggunakan beberapa ilustrasi dari efek cahaya dan posisi warna pada mata.
pekerjaannya mengenai warna, seperti
cahaya terang, adalah sepenuhnya dibayangi oleh karya besar rekan senegaranya
yaitu Isaac
Newton. Karya Boyle tentang listrik merupakan kelanjutan dari Gilbert, dia
menambahkan beberapa fakta-fakta baru. Dia menambahkan beberapa daftar zat
untuk Gilbert dari listrik, ia melakukan
eksperimen
yang menarik dari listrik dan membuat penemuan penting yaitu tentang gesekan
pada permukaan halus dan kasar.
B.
MARIOTTE dan VON GUERICKE
Bekerja
sezaman dengan Boyle, dan seorang yang biasa berhubungan dengannya ketika mengemukan hukum kepadatan gas, adalah Edme
Mariotte (meninggal 1684), yang berasal dari Burgundy. Mariotte menunjukkan
bahwa tanpa perlawanan atmosfer, semua benda, baik ringan atau berat, padat
atau tipis, akan jatuh dengan kecepatan yang sama, dan dia membuktikan hal ini
dengan percobaan yang dikenal dengan
"guinea dan bulu". Setelah udara
dihabiskan dari tabung kaca yang panjang di mana sepotong guinea dan bulu telah
ditempatkan, ia menunjukkan bahwa di ruang hampa udara sehingga kondisi mereka
jatuh dengan kecepatan yang sama sesering tabung diputarbalikan. Dari berbagai
percobaannya tentang tekanan atmosfer dia menyimpulkan hukum densitas dan elastisitas atmosfer secara
tepat sebanding dengan gaya (hukum Boyle dan Mariotte). Dia juga memastikan
bahwa udara ada dikeadaan campuran mekanis dengan cairan, yang ada di
antara partikel dalam keadaan kondensasi.
Dia membuat percobaan lainya, terutama tentang tubrukan benda, pekerjaan yang
penting adalah pada atmosfer.
Tapi
sementara itu, sejaman Boyle dan Mariotte menarik diri dalam studi atmosfer,
dan membuat sebuah penemuan indah dan demonstrasi yang paling mencolok, Otto von Guericke (1602-1686),
Burgomaster dari Magdeburg, dan dewan penasihat untuknya. Ketika tidak tidak disibukkan dengan masalah
kantor, ia mengabdikan waktunya untuk mempelajari ilmu-ilmu, terutama ilmu pneumatik dan listrik. Penemuan
Galileo, Pascal, dan Torricelli mendorongnya untuk memecahkan masalah
penciptaan kekosongan dari sesuatu yg diinginkan sejak sebelum zaman
Aristoteles. Percobaan pertamanya dengan pompa kayu dan satu tong air, tetapi
ia segera menemukan bahwa dengan bahan berpori seperti kayu vakum bias tidak
dibuat atau dipertahankan. Karena itu ia memanfaatkan bola dari tembaga, dengan
pompa dan stop-keran, dan dengan ini ia mampu memompa udara keluar hampir
semudah air. Jadi, pada 1650, ia
menciptakan pompa udara. Melanjutkan percobaan pada Vacuums dan tekanan
atmosfer dengan pompa yang baru ditemukan, ia membuat beberapa penemuan
mengejutkan mengenai tekanan yang besar yang diberikan oleh udara.
Untuk
menunjukkan ilmu baru yang diperolehnya bukannya dengan berteori maupun percobaan
laboratorium, tapi ia memilih sebuah lapangan terbuka dan mengundang Kaisar
Ferdinand III dan semua pemuka di Ratisbon. Ketika semua berkumpul ia membuat demontrasi yang menakjubkan mengenai tekanan
atmosfer. Ia membuat dua mangkuk tembaga besar yang jika ditelungkupkan satu
sama lain akan membentuk bola yang didalamnya kosong. Apabila udara didalam
bola itu dipompa keluar, udara yang menekan permukaan luar bola tembaga itu
membuat kedua mangkuk saling tertangkap begitu erat sehingga tidak mungkin dipisahkan,
bahkan dengan menggantunkan beban berat pada bagian bawah mangkuk sekalipun.
Apabila udara dibiarkan masuk ke dalam bola sehingga tekanan udara didalamnya
normal kembali, kedua mangkuk itu pun langsung saling terlepas dengan mudah. Eksperimennya ini diberi nama percobaan
Magdenburg.
Pada
eksperimennya tentang pompa udara ia menemukan banyak hal mengenai sifat gas,
antara lain bahwa hewan tidak bisa hidup di ruang hampa. Ia juga menciptakan
anemoscope atau alat pengukur arah angin dan air balance. Keduanya juga bisa
digunakan untuk memprediksi perubahan arah dan kecepatan angin serta perubahan
cuaca.
Von
Guericke tidak menerima teori Gilbert yang menyatakan bahwa bumi adalah magnet
besar, tapi pada eksperimennya disepanjang garis yang sama dengan Gilbert, ia
tidak hanya menemukan generator listrik pertama yang mampu menghasilkan listrik
statis, tapi juga menemukan daya tarik dan daya tolak listrik. Generator
listrik yang telah ia temukan terbuat dari sulfur yang dipasang pada kaca yang
berbentuk bola, dan ketika digosok, akan muncul percikan listrik.
Masih
tentang penemuan penting lainnya, yaitu hantaran listrik, yang telah dibuat
oleh Von Guericke. Sebelumnya tidak ada seorangpun yang mengamati perpindahan
listrik dari satu benda ke benda yang lain, walaupun Gilbert telah beberapa
kali sebelumnya menuliskan pada ujung batang yang telah diberikan magnetik dan
begitu juga ujung lainnya. Eksperimen Von Guericke dilakukan pada sebuah benang
linen, Dari percobaannya Guericke menemukan bahwa listrik dapat mengalir
melalui suatu zat. Kemudian penemuannya dikembangkan lagi oleh Francis Hauksbee
dan pada awal abad delapanbelas Stephen Gray mencatatkan perbedaan listrik yang
selanjutnya oleh Benjamin Franklin dinamakan listrik “positif” dan “negatif”.
Sampai disitu kontribusi Von Guericke kemudian diketahui ia mengalihkan
perhatiannya pada penelitian di bidang lain.
C. ROBERT HOOKE
Robert Hooke (1635-1703), seorang pria yang
jenius hampir tak
tertandingi untuk penemuan ilmiah dihampir semua cabang ilmu pengetahuan. Hooke
dihubungkan dengan penemuan keseimbangan
pegas
untuk mengetahui jam tetapi terjadi kontroversi antara Hooke dan Huygen tentang
siapa penemu sebenarnya. Hooke menyusun gagasan dari keseimbangan pegas, sedangkan Huygens memiliki peran
dalam eksperimen
pegas.
Hooke adalah kurator Royal Society,
dan ia menemukan alat-alat mekanis untuk pekerjaannya. Alat astronomi, alat
untuk mengukur bobot tertentu, jam dakronomer, metode mengukur kecepatan benda
jatuh, titik beku dan titik didih, kekuatan, alat magnetik, semua jenis
perangkat mekanis yang bermanfaat dalam semua cabang ilmu pengetahuan dan
mekanika. Dialah yang membuat pompa udara terkenal Robert Boyle, berdasarkan
rencana Boyle. Kebetulan Hooke di klaim sebagai penemu pertama pompa udara,
meskipun klaim ini sekarang seluruhnya tidak diakui.
Pengembangan konsep
temuan dari Robert Hooke dimana ia memiliki perhatian yang sangat luas dibidang
keilmuwan, mulai dari astronomi sampai geologi, termasuk teori cahaya dan pembakaran.
Kemudian temuan yang lain ditemukan seperti pompa udara, jam, serta yang paling
populer adalah sebagai penemu hukum Hooke
Hukum Hooke yang
ditemukan dengan rumus F =-kx dimana tanda (-) menyatakan bahwa arah F
berlawanan dengan arah perubahan panjang
x. Menurut Hooke F = -kx, dengan x diukur dengan posisi keseimbangan pegas.
Tanda (-) menunjukkan bahwapegas diregangkan (x > 0), gaya yang dikerjakan
pegas mempunyai arah sehingga menyusutkan x. Sebaliknya,
waktu mendesak pegas (x < 0), gaya pegas pada arah x yang positif sedangkan
k disebut konstanta pegas, mempunyai dimensi gaya/panjang.
Hooke
bereksperimen dengan listrik dan membuat beberapa saran novel pada perbedaan
antara percikan listrik dan cahaya, meskipun seluruh konstribusi dalam bidang
ini tidak penting. Dia juga yang pertama menunjukkan bahwa gerakan benda-benda
langit harus dipandang sebagai masalah mekanis. ia sendiri mula-mula membuat
gagasan penggunaan pendulum dalam mengukur gravitasi. Selain itu ia yang pertama kali
mengajukan teori gelombang cahaya, meskipun saat ini lebih dikenal Huygens yang
menetapkannya.
D. CHRISTIAN HUYGENS
Christian
Huygens (1629-1695) dari Den Haag, penemu, matematikawan, astronom mekanika,
dan fisika,dialah yang menemukan jam bantul. Salah satu upayanya dalam ilmu
pengetahuan adalah untuk upaya perbaikan teleskop. Dengan teleskop baru lebih
jelas muatan yang terlihat, begitu banyak sehingga Huygens mampu mendeteksi
antara lain, sebuah satelit yang sampai sekarang tidak diketahui dari saturnus.
Penelitian astronomi ini membuatnya menerapkan bantul untuk mengatur pergerakan
jam. Beberapa metode yang lebih tepat untuk mengukur waktu dalam pengamatan
tentang bintang-bintang itu sangat dirasakan oleh astronom muda, dan setelah
beberapa percobaan di sepanjang jalur yang berbeda, Huygens memukul pada penggunaan
berat ayunan, pada tahun 1656 membuat penemuan tentang jam bantul. Tahun
berikutnya, jamnya disampaikan kepada Negara-negara umum. Akurasi untuk waktu
mutlak penting dalam astronomi, tetapi sampai penemuan Huygens tidak ada yang
tepat atau bahkan kurang tepat, dalam mengukur interval pendek.
Tahun 1654, ia menemukan metode baru pembuatan lensa. Setahun
kemudian, ia berhasil mengamati satelit Saturnus yaitu Titan. Lensa yang
dikembangkannya di kemudian hari dipakai pula untuk mengamati planet, satelit, dan
nebula Orion. Pada tahun itu pula ia pergi ke Paris dan menemui Boulliau yang
menyarankannya belajar tentang probabilitas pada Pascal dan Fermat.
Tahun 1656, ia
mematenkan penemuannya yaitu jam bandul, yang mampu meningkatkan
keakuratan pengukuran waktu. Teori mengenai gerak pendulum diungkapkannya dalam
Horologium Oscillatorium Sive de Motu Pendulorum
(1673). Ia juga menemukan hukum gaya sentrifugal dari gerak lingkaran seragam. Pada 1663 ia terpilih
menjadi anggota dari Royal Society of
London,
dan pada 1669 dia
memberikan sebuah pernyataan singkat terhadap hukum pemerintah yang mengatur tumbukan
benda elastis.
Pada 5 Januari 1669,
Huygens mengirim dalam "Aturan Mengenai Gerak Badan setelah Reksa
Impulse". Percobaan Huygens tentang tumbukan
benda elastik memperlihatkan kesalahan hukum Descartes tentang tumbukan. Tema
ini diangkat dalam pertemuan Royal Society pada 1668. Royal Society mengajukan
pertanyaan mengenai tumbukan dan Huygens menjawabnya melalui percobaan momentum
dua buah benda sebelum tumbukan sama dengan momentum keduanya setelah tumbukan.
Jawabannya itu kelak dinamakan Hukum Kekekalan Momentum.
Tahun 1681 ia kembali ke Belanda.Di
sini dia melanjutkan investigasinya, dibangun teleskop besar, dan, antara lain,
menemukan "polarisasi," yang dicatat dalam Traite de la Lumiere,
diterbitkan di Leiden pada tahun 1690. Lima tahun kemudian ia meninggal,
mewariskan manuskrip ke Universitas Leiden. Sangat menarik untuk dicatat
bahwa ia tidak pernah menerima's teori Newton gravitasi sebagai sifat universal
dari materi. Ketika kembali ke Belanda, Huygens
menghasilkan karyanya mengenai kalkulus probabilitas, yaitu De Ratiociniis in
Ludo Aleae. Selanjutnya, ia menemukan cincin Saturnus, namun berbeda dengan
teori tentang cincin Saturnus yang diajukan Roberval dan Boulliau. Galileo
beberapa tahun sebelumnya menganggap cincin Saturnus sebagai bagian dari
Saturnus.
Kesimpulan
Setelah masa Galileo
ada beberapa dari sekelompok orang yang tertarik pada penemuan-penemuan Galileo
diantaranya adalah Robert Boyle, Edme Mariotte, Otto Von Guericke, Robert
Hooke, dan Christian Huygens yang ahirnya mejadi penerus Galileo. Boyle sangat terkesan dengan
tulisan Galileo tentang bintang dan membuat ia bersemangat untuk melakukan
berbagai eksperimen. Penemuannya yang paling terkenal adalah Hukum Boyle yang penerapannya terdapat pada prinsip kerja
pompa. Dan Otto Von Guericke adalah ilmuan yang menemukan pompa udara.
Sedangkan Mariotte
menuliskan beberapa hukum yang salah satunya menyatakan bahwa bahwa volume gas
berbanding terbalik dengan tekanan yang merupakan hukum yang ditemukan oleh
Boyle.
Pada
sebuah kesempatan Boyle bekerjasama dengan Robert Hooke untuk membuat pompa udara.
Hooke juga yang mula-mula membuat gagasan penggunaan pendulum yang digunakan
oleh Huygens untuk membuat hasil penemuannya yaitu jam pendulum, selain itu
juga Hooke juga yang pertama kali mengajukan teori gelombang cahaya, meskipun
kini lebih
dikenal Huygens lah yang menetapkan teori tersebut.
