SATUAN BAKU DAN SATUAN TIDAK BAKU

Pada tulisan kali ini, kita akan membahasa tentang salah satu topik yang berhubungan dengan satuan. Dalam Fisika, dikenal dua jenis satuan, yakni satuan baku dan satuan tidak baku. Pernahkah anda mengisi ember dengan air sampai penuh? Misalnya, untuk mengisi ember sampai penuh diperlukan air sebanyak 10 gayung. Andaikan, gayung yang anda gunakan di awal kita ganti dengan gayung yang berukuran lebih kecil atau lebih besar. Coba anda ulangi pengisian ember tersebut. Samakah jumlah satuan gayung yang anda peroleh? Begitupula ketika kita hendak mengukur tinggi badan dengan menggunakan jengkal. Ukuran jengkal kita dan jengkal orang lain belum tentu sama.

Dari ilustrasi di atas, sebenarnya satuan seperti gayung, depa, hasta, dan jengkal disebut satuan tidak baku karena hanya berlaku setempat dan hasil pengukuran yang diperoleh tidak selalu sama. Sampai saat ini, satuan tidak baku masih sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya di daerah Jawa Tengah ialah Ruh. Ruh adalah satuan untuk luas tanah. 1 ruh setara dengan 12 meter persegi, untuk di daerah Jawa Barat ialah tumbak. Tumbak adalah satuan untuk luas tanah. 1 tumbak setara dengan 14 meter persegi.

Selain satuan-satuan tidak baku tersebut, dapat pula digunakan satuan tidak baku untuk massa seperti menggunakan kelereng, dan satuan tidak baku untuk waktu seperti jam pasir dan jam matahari. Jam matahari adalah jam yang dibuat dengan sebuah lempeng jam matahari, bayangan tongkat akan berubah posisinya ketika matahari terbit atau ketika posisi matahari tepat di atas kepala. Posisi bayangan inilah yang berfungsi sebagai penanda waktu, tongkat yang memberi bayangan disebut dengan gnomon.

Sama halnya juga dengan jam pasir, alat yang juga digunakan sebagai penanda waktu. Cara kerja dari jam ini adalah dengan membalik sedemikian rupa sehingga semua pasir berada di pertangahan atas. Pasir tersebut akan memerlukan waktu 30 menit untuk mengalir ke dasar. Selain itu terdapat pula jam tetes air (clepsydras) yang digunakan di negeri Arab, mulai kira-kira 1.400 SM. Pada jam tetes air, waktu diukur berdasarkan berapa lama waktu yang dipakai untuk mengalirkan air keluar dari suatu tempat melalui sebuah lubang.

Untuk itu, sangat penting dikembangkan sebuah alat yang bisa menghasilkan satuan baku. Hal ini bertujuan agar siapapun yang menggunakan alat tersebut akan memperoleh hasil yang sama. Untuk mempermudah pengukuran, dalam ilmu pengetahuan dan teknologi dibutuhkan keseragaman sistem satuan antarnegara yang bersifat baku atau standar. Syarat-syarat satuan baku atau standar harus memenuhi hal-hal berikut:

1. Satuan yang ditetapkan tidak mengalami perubahan oleh pengaruh apapun,

2. Satuan tersebut harus selalu sama di mana pun dan kapan pun,

3. Satuan yang ditetapkan harus mudah ditiru oleh siapa saja yang menggunakannya.

Dari syarat itulah, pada tahun 1975 para ilmuwan di Perancis telah menciptakan suatu standar sistem satuan yang berlaku di seluruh dunia. Sistem satuan baku ini disebut dengan Satuan Internasional (SI). Sistem ini juga dapat dinamakan Sistem Metrik. Sistem metrik ini terbagi menjadi dua, yakni sistem MKS dan sistem CGS. Contoh satuan baku dalam MKS yaitu; meter (m), kilogram (kg), dan sekon (s). Contoh satuan baku dalam CGS, yaitu; centimeter (cm), gram (gr), dan sekon (s). Selain sistem metrik, terdapat pula sistem British atau sistem Inggris, seperti kaki (foot) untuk satuan panjang, pon untuk satuan gaya, dan sekon untuk satuan waktu.

Read More

Fisikawan Muslim

Di bidang eksakta, termasuk di bidang fisika, para ilmuwan Muslim telah memberikan kontribusi luar biasa untuk kehidupan umat manusia. Karya-karya mereka, khususnya fisikawan Muslim di zaman keemasan (golden ages) Islam, banyak memberi inspirasi dan mewarnai karya para ilmuwan Barat. Sebut saja misalnya Al-Haitham. Karya fisikawan Muslim yang hidup pada tahun 965-1039 Masehi ini memberi inspirasi pada Roger Bacon, Johann Kepler, Leonardo da Vinci, dan lain-lain.
Berikut beberapa fisikawan Muslim yang berjasa dalam menyemarakkan peradaban dunia dengan karya-karyanya:
Al-Haitham
Fisikawan ternama ini bernama lengkap Abu Ali Al-Hasan Ibn Al-Hasan (atau al-Husain) Ibn Al-Haitham. Ia lahir tahun 965 di Basrah (Irak). Namun namanya mulai masyhur di Mesir, saat pemerintahan Islam dipimpin oleh Khalifah Al-Hakim (996-1020). Fisikawan Muslim terbesar dan salah satu pakar optik terbesar sepanjang masa, itu wafat di Kairo sekitar tahun 1039.
Sepanjang hidupnya, Al-Haitham telah menulis sekitar 70 kitab. Salah satu kitabnya, Al-Manazir, telah diterjemahkan ke dalam bahasa Latin dengan tajuk Opticae Thesaurus. Dalam kitabnya Al-Haitham mengatakan, proses melihat adalah jatuhnya cahaya ke mata. Bukan karena sorot mata sebagaimana diyakini orang sejak zaman Aristoteles. Dalam kitab itu ia juga menjelaskan berbagai cara untuk membuat teropong dan kamera sederhana (kamera obscura).
Kitab tentang optika ini telah menginspirasi para ilmuwan Barat seperti Roger Bacon dan Johann Kepler. Tak heran jika Al-Hazen, demikian Barat menyebut nama Al-Haitham, mendapat gelar ”Bapak Optika Modern”.
Al-Haitham juga dinilai telah memberikan sumbangan besar bagi kemajuan metode penelitian. Ia telah memulai suatu tradisi metode ilmiah untuk menguji sebuah hipotesis, 600 tahun mendahului Rene Descartes yang dianggap Bapak Metode Ilmiah Eropa di zaman Rennaisance. Metode ilmiah Al-Haitham diawali dari pengamatan empiris, perumusan masalah, formulasi hipotesis, uji hipotesis dengan melakukan penelitian, analisis hasil penelitian, interpretasi data dan formulasi kesimpulan, serta diakhiri dengan publikasi.
Selain fisikawan, Al-Haitham juga dikenal sebagai astronom dan matematikawan. Ia telah menulis komentar tentang Aristoteles dan Galen.
Ibnu Bajjah
Namanya Abu-Bakr Muhammad Ibnu Yahya Ibnu Al-Sayigh. Tapi ia biasa dipanggil Ibnu Bajjah yang berarti “anak emas”. Ibnu Bajjah lahir di Saragoza, Spanyol, pada tahun 1082 dan wafat pada 1138 M. Ia mengembangkan berbagai ilmu pengetahuan di zaman kekuasaan Dinasti Murabbitun. ”Avempace” –sebutan Barat untuk Ibnu Bajjah–antara lain mengembangkan ilmu fisika, matematika, astronomi, musik, ilmu kedokteran, psikologi, sastra, dan filsafat.
Sebagaimana Al-Haitham, karya Ibnu Bajjah dalam bidang fisika banyak mempengaruhi fisikawan Barat abad pertengahan seperti Galileo Galilei. Ibnu Bajjah menjelaskan tentang hukum gerakan. Menurutnya, kecepatan sama dengan gaya gerak dikurangi resistensi materi. Prinsip-prinsip yang dikemukakannya ini menjadi dasar bagi pengembangan ilmu mekanika modern. Karena itu tidak mengherankan jika hukum kecepatan yang dikemukakan Galilei sangat mirip dengan yang dipaparkan Ibnu Bajjah. Karya-karya Ibnu Bajjah mengenai analisis gerakan juga sangat mempengaruhi pemikiran Thomas Aquinas.
Al-Farisi
Kamal al-Din Abu’l-Hasan Muhammad Al-Farisi lahir di Tabriz, Persia (sekarang Iran) pada tahun 1267 dan wafat pada 1319 M. Al-Farisi terkenal dengan kontribusinya tentang optik. Dalam bidang optik, ia berhasil merevisi teori pembiasan cahaya yang dicetuskan para ahli fisika sebelumnya. Al-Farisi membedah dan merevisi teori pembiasan cahaya yang telah ditulis oleh Al-Haitham. Hasil revisi itu ia tulis dalam kitab Tanqih al-Manazir (Revisi tentang Optik).
Menurut Al-Farisi, tidak semua teori optik yang dikemukakan Al-Haitham benar. Karena itulah ia berusaha memperbaiki kelemahan dan menyempurnakan teori Al-Haitham. Tak cuma itu, teori Al-Haitham soal pelangi juga ia perbaiki. Bahkan Al-Farisi mampu menggabungkan teori Al-Haitham ini dengan teori pelangi dari Ibnu Sina.
Al-Farisi mampu menjelaskan fenomena alam ini dengan menggunakan matematika. Inilah salah satu karya fenomenalnya.
Taqi al-Din
Selain dikenal sebagai pakar fisika, Taqi al-Din Muhammad ibnu Ma’ruf al-Shami al-Asadi (1526-1585 M) adalah pakar matematika, pakar botani, astronom, astrolog, dan ahli teknik. Taqi al-Din juga teolog, filsuf, ahli hewan, ahli obat-obatan, hakim, guru, dan imam masjid. Sebagai ahli teknik, ia misalnya membuat jam dinding dan jam tangan.
Taqi al-Din menulis sekitar 90 kitab. Salah satunya bertajuk Al-Turuq al-Samiyya fi al-Alat al-Ruhaniyya. Kitab yang ditulis pada 1551 ini menjelaskan kerja mesin dan turbin uap air. Karya ini mendahului penemuan Giovanni Branca (1629) tentang mesin uap air. Kitab-kitab lainnya antara lain menerangkan tentang optik, matematika, mekanika, astronomi, dan astrologi.
Al-Khazini
Abdurrahman al-Khazini hidup pada abad ke-12 M. Ia adalah ilmuwan yang menemukan berbagai teori penting dalam sains. Temuan ilmuwan kelahiran Bizantium ini antara lain: metode ilmiah eksperimental dalam mekanik; perbedaan daya, masa dan berat; jarak gravitasi; serta energi potensial gravitasi.
Sumbangan penting Al-Khazini dalam bidang fisika terangkum dalam kitab Mizan al-Hikmah yang ditulisnya pada tahun 1121. Dalam buku ini ia menjelaskan tentang teori keseimbangan hidrostatika.Teori ini telah mendorong penciptaan peralatan ilmiah. Tak mengherankan jika Robert E. Hall dalam tulisan bertajuk ”Al-Khazini” yang dimuat dalam A Dictionary of Scientific Biography Volume VII (1973) menyebutkan, ”Al-Khazini adalah salah seorang saintis terbesar sepanjang masa.” Sedangkan editor Dictionary of Scientific Bibliography, Charles C. Jilispe, menjuluki Al-Khazini sebagai ”Fisikawan terbesar sepanjang sejarah.”
Dalam bukunya, Al-Khazini menerangkan prinsip keseimbangan hidrostatika dengan tingkat ketelitian obyek sampai ukuran mikrogram (10?6 gr). Tingkat ketelitian seperti ini, menurut K. Ajram dalam The Miracle of Islamic Science, baru dapat tercapai pada abad ke-20 M.
Al-Khazini juga menjelaskan definisi ”berat”. Menurutnya, berat merupakan gaya yang inheren dalam benda-benda padat yang menyebabkan mereka bergerak dalam satu garis lurus terhadap pusat bumi (gravitasi) dan terhadap pusat benda itu sendiri. Besaran gaya ini tergantung dari kerapatan benda.
Ia juga menerangkan pengaruh suhu (temperatur) terhadap kerapatan benda. Hal ini ia lakukan sebelum Roger Bacon menemukan dan membuktikan suatu hipotesis tentang kerapatan air saat ia berada dekat pusat bumi.
Sebagaimana para ilmuwan Muslim lainnya yang hidup di era keemasan Islam, Al-Khazini merupakan ilmuwan multidisiplin. Selain pakar fisika, ia juga ahli di bidang biologi, kimia, matematika, astronomi, dan filsafat.
Al-Khazini, dan para ilmuwan Muslim lainnya, telah melahirkan ilmu gravitasi yang kemudian berkembang di Eropa. Al-Khazini juga telah berjasa meletakkan fondasi bagi pengembangan mekanika klasik di era Renaisans Eropa. Inilah salah satu bukti betapa para ilmuwan Muslim telah memberi kontribusi yang luar biasa bagi peradaban dunia.

Read More