Dunia Pendidikan Fisika

Jika anda mengalami kesulitan mempelajari fisika, ada kemungkinan itu tidak mutlak merupakan “kesalahan” anda. Sistem pengajaran fisika kita kurang mendukung usaha siswa untuk belajar. Tetapi tentu saja kita tidak boleh berdiam diri menghadapi kenyataan seperti itu. Pasti ada jalan untuk berhasil, bukan sekedar untuk lulus ujian, tetapi juga untuk memahaminya dengan lebih baik.

• Mengubah paradigma

Sebelum mengambil langkah-langkah penyelamatan, kita harus menanggalkan paradigma yang sudah terlanjur keliru terhadap fisika. Paradigma inilah yang menimbulkan prasangka buruk yang berlanjut dengan keengganan belajar fisika. Di tingkat bawah sadar kemudian terbentuk daya tolak yang kuat sehingga mempersulit situasi. Hal-hal berikut ini harus anda camkan dulu sampai ke tingkat bawah sadar untuk mengubah paradigma anda :

Fisika mempelajari perilaku alam
Oleh karena kita semua hidup di dalam alam, bahkan kita sendiri juga bagian dari alam, pengalaman merupakan dasar yang kuat dalam belajar fisika. Logika fisika pada tingkat dasar adalah logika masuk akal, yakni yang sesuai dengan pengalaman. Memang dalam tingkat lanjutan, pengalaman kita akan tertinggal jauh oleh penjabaran fisika secara matematis, sehingga posisinya menjadi terbalik, yaitu kita memanfaatkan fisika untuk membuat prediksi perilaku alam, termasuk gejala yang belum pernah kita alami.

Fisika tidak identik dengan matematika
Jangan terjebak oleh tampak luar fisika. Persamaan fisika bukan persamaan matematik biasa, mereka dilatarbelakangi oleh berbagai cerita, kondisi, dan asumsi model. Matematika dipilih sebagai bahasa dalam fisika, karena sifatnya yang kompak dan konsisten. Alur logika matematik dapat menggelinding sendiri mendahului logika manusia yang hanya bersandarkan pengalaman. Jadi rumus fisika hanyalah alat, bukan fisika itu sendiri. Soal-soal adalah ajang latihan bagi anda untuk memahami gejala fisikanya, bukan sekedar berlatih melakukan perhitungan.

• Langkah belajar

Setelah anda berhasil menyumbat kesalahpahaman anda terhadap fisika, marilah kita membahas langkah-langkah untuk belajar fisika. Belajar dalam arti sesungguhnya, bukanhanya bertujuan lulus ujian saja.

1. Ingatlah konsep atau hukum fisika berdasarkan ceritanya, bukan rumusnya
Seperti cerita dalam buku atau film, kita dengan mudah mengingatnya tanpa usaha yang berarti. Pada dasarnya manusia menyukai cerita, otak kita amat mahir dalam mengingat cerita. Oleh sebab itu jika anda tahu persis jalan cerita sebuah konsep fisika, anda akan mengingatnya dengan mudah, termasuk rumus-rumus matematik yang dipergunakan-nya. Kemudian kaitkan konsep ini dengan pengalaman anda sendiri tentang perisitiwa nyata dalam kehidupan sehari-hari agar lebih mantap.

2. Kuasai bahasa pokok fisika : matematika
Matematika diperlukan sebagai alat untuk melakukan analisa dalam fisika. Anda harus tahu cara kerja sebuah alat sebelum menggunakannya mengerjakan sesuatu. Pada tingkat dasar, anda perlu tahu tentang : aljabar, kalkulus (turunan dan integral), dan vektor. Jika anda belum menguasainya, anda akan berjalan di tempat, anda tidak akan ke mana-mana dalam fisika.

3. Analisalah soal fisika berdasarkan ceritanya, bukan angka-angkanya
Soal fisika juga memiliki jalan cerita. Cocokkan ceritanya ini dengan cerita yang anda ingat dalam konsep-konsep yang sudah anda pelajari. Jika anda menemukan alur cerita yang mirip dengan soal itu, maka anda telah menemukan konsep yang akan dipakai untuk memecahkan permasalahannya. Soal adalah ajang latihan bagi logika anda dan memperkuat pemahaman anda tentang sebuah konsep dalam fisika.

4. Carilah arti fisis hasil perhitungan atau penurunan rumus fisika
Hasil perhitungan atau penurunan rumus fisika bukanlah sekedar bilangan atau simbolsimbol belaka. Mereka juga menyimpan pengertian fisis seperti konsep-konsep yang dipakai untuk menghasilkannya. Tanpa interpretasi fisis, tidak ada gunanya kita bergelut dengan matematik perhitungannya. Umpan balik yang diberikan oleh hasil perhitungan ini amat konstruktif bagi penguasaan fisika anda.

5. Sintesakan konsep yang sedang anda pelajari dengan konsep-konsep yang sudah anda pelajari sebelumnya
Dengan melakukan sintesa, anda akan mengetahui penerapan konsep yang sedang anda pelajari beserta kemungkinan-kemungkinannya yang lain. Di sinilah letak manfaat mempelajari dan menekuni sebuah bidang keilmuan.

• Petunjuk teknis

Uraikan cerita lengkap konsep fisika pada suatu bab dalam catatan anda. Catatan yang hanya memuat rumus-rumus dan contoh soal tidak bermanfaat. Catat pula pengertian yang anda peroleh sendiri, baik dari kuliah, diskusi, maupun literatur.

Dalam contoh soal, sisipkan komentar-komentar, baik tentang maksud soal, relevansi dengan konsep yang sudah dipelajari, maupun alasan-alasan langkah dalam penyelesaiannya. Jangan lupa memberikan interpretasi fisis pada hasil akhirnya.

Tuliskan rangkuman tentang pengalaman anda pada akhir setiap bab. Komentari kemungkinan kaitannya dengan konsep yang ada pada bab-bab sebelumnya, atau bahkan relevansinya dengan bidang yang lain.Jika anda melakukan langkah-langkah di atas, tidak ada alasan lagi bahwa fisika itu susah dipelajari. Jadi Fisika itu memang mudah.(http://www.budakfisika.net/2008/09/kiat-belajar-fisika.html)

                       Spektroskopi Gamma


         Sinar gamma sebenarnya hampir sama dengan sinar X , hanya saja sinar X lebih lemah. Sinar gamma ini dihasilkan oleh suatu bahan radioaktif. Sinar gamma adalah termasuk sinar yang tidak dapat dilihat oleh mata, untuk itu perlu adanya detektor. Detektor yang digunakan adalah NaI (Tl), detektor ini juga digunakan untuk sinar x, hanya saja detektor untuk gamma lebih tebal sedikit. Cara kerja dari detektor ini adalah sebagai berikut :
          Apabila sinar gamma mengenai detektor NaI(Tl) maka akan terjadi tiga efek, yaitu efek fotolistrik, efek compton dan bentukan pasangan. Efek fotolistrik terjadi apabila ada sinar gamma yang mengenai elektron d kulit K dari sebuah atom maka elektron tersebut akan kosong sehingga akan diisi oleh elektron dari kulit yang lain, transisi ini yang menyebabkan terjadinya efek fotolistrik. Efek compton adalah efek yang terjadi apabila sinar gamma (dalam hal ini) mengenai elektron bebas atau elektron terluar dari suatu atom yang dianggap daya ikatnya sangatlah kecil sehingga sama dengan elektron bebas. Apabila sinar gamma memancar ke elektron bebas ini maka akan terjadi hamburan, yang disebut hamburan compton. Sedangkan Efek bentukan pasangan terjadi ketika sinar gamma melaju di dekat inti atom sehingga akan terbentuk pasangan positron dan elektron, syaratnya tenaga sinar haruslah cukup.
        Dari ketiga efek tersebut, efek comptonlah yang paling kuat hal ini diakibatkan karena tenaga yang digunakan untuk melepas elektron juga yang lebih besar. Dan dari ketiga efek tersebut menghasilkan sintilasi atau pancaran cahaya, pancaran cahaya ini akan diteruskan ke fotokatoda yang dapat menguraikan cahaya ini menjadi elektron -elektron. Elektron ini masih lemah maka harus dikuatkan lagi dayanya oleh pre amplifier, dan dikuatkan tinggi pulsa dengan amplifier. Lalu elektron tadi dimasukkan ke PMT yang terdiri dari tegangan bertingkat dan banyak katoda, keluaran dari PMT menjadi berganda. Kemudian melalui counter nilai cacahnya dapat diketahui.
        Yang perlu diketahui bahwa dalam spektroskopi gamma juga dicari resolusi tenaganya. Ternyata semakin kecil resolusinya semakin bagus data yang diperoleh, semakin besar resolusinya maka semakin tidak valid data yang diperoleh. Pola berfikirnya adalah sebagai berikut : dari data cacah nanti akan dapat dibuat grafik, dari grafik itu akan terlihat puncak-puncak gunung. Apabila resolusinya besar maka bisa saja didapat satu puncak gunung, eh ternyata didalamnya banyak punca-puncak yang tidak terbaca. Berarti resolusi besar belum tentu baik lho.(http://www.forumsains.com/artikel/spektroskopi-gamma/)

Uranium adalah mineral yang memancarkan radiasi nuklir atau bersifat radioaktif, digunakan dalam berbagai bidang salah satunya adalah sebagai bahan bakar nuklir. Uranium merupakan suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang U dan nomor atom 92. Sebuah logam berat, beracun, berwarna putih keperakan dan radioaktif alami, uranium termasuk ke seri aktinida (actinide series). Uranium biasanya terdapat dalam jumlah kecil di bebatuan, tanah, air, tumbuhan, dan hewan (termasuk manusia).
Uranium memiliki 3 Isotop :
- U₂₃₄ kadar sangat kecil
- U₂₃₅ kadar 0,715 = 0,7 %
- U₂₃₈ kadar 99,285 = 99,3%
Isotop U₂₃₅ digunakan sebagai bahan bakar reaktor nuklir dan senjata nuklir.
Uranium memiliki sifat fisik yang khas :
- Ditemukan di alam dalam bentuk U₃O atau UO berwarna hijau kekuning-kuningan dan coklat tua.
- Bila disinari cahaya ultra ungu, uranium akan mengeluarkan cahaya fluoresensi yang sangat indah

Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.
Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat berbahaya bagi manusia.
Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.
Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium). (http://www.forumsains.com/artikel/pemanfaatan-uranium-sebagai-bahan-bakar%20/?PHPSESSID=4tebn6t5vrb37sj735sd1orjr6)

1. memberikan wawasan bagi guru tentang apa, mengapa, dan bagaimana  pembelajaran IPA terpadu;
2. memberikan bekal keterampilan kepada guru untuk dapat menyusun rencana pembelajaran (memetakan kompentensi, menyusun silabus, dan menjabarkan silabus menjadi rencana pelaksanaan pembelajaran) dan penilaian;
3. memberikan bekal kemampuan kepada guru agar memiliki kemampuan melaksanakan pembelajaran IPA terpadu;
4. memberikan wawasan, pengetahuan, dan pemahaman bagi pihak terkait (misalnya kepala sekolah dan pengawas), sehingga mereka dapat memberikan dukungan terhadap kelancaran dan ketepatan pelaksanaan pembelajaran IPA terpadu.

1. Topik yang tertuang mempunyai keterkaitan konsep yang dipelajari siswa
2. Siswa memanfaatkan ketrampilannya
3. Siswa mampu memproses informasi
4. Membantu siswa memecahkan masalah dan berpikir kritis
5. Meningkatkan daya ingat siswa
6. Dekat dengan situasi kehidupan nyata

1. Pengalaman dan kegiatan belajar peserta didik akan selalu relevan dengan tingkat perkembangannya
2. Kegiatan yang dipilih dapat disesuaikan dengan minat dan kebutuhan peserta didik
3. Seluruh kegiatan belajar lebih bermakna bagi peserta didik sehingga hasil belajar akan dapat bertahan lebih lama
4. Menumbuhkan keterampilan berpikir kritis dan sosial peserta didik
5. Menyajikan kegiatan yang bersifat pragmatis sesuai dengan permasalahan yang sering ditemui dalam kehidupan atau lingkungan peserta didik
6. Dapat meningkatkan kerjasama antar guru bidang kajian terkait, guru dengan peserta didik, peserta didik dengan peserta didik,peserta didik/guru dengan narasumber
7. Melatih siswa untuk semakin banyak membuat hubungan inter dan antarpelajaran
8. Transfer pembelajaran dapat mudah terjadi bila situasi pembelajaran dekat dengan situasi kehidupan nyata

Difraksi Sinar-X - Presentation Transcript

1. ANALISIS KRISTAL & MINERAL DENGAN DIFRAKSI SINAR-X 1
2. Sejak ditemukannya, sinar-x telah umum dipergunakan untuk tujuan pemeriksaan tidak merusak pada material maupun manusia. Disamping itu, sinar-x dapat juga digunakan untuk menghasilkan pola difraksi tertentu yang dapat digunakan dalam menganalisa kualitatif dan kuantitatif material. Sinar-x adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang sekitar 0,2 sampai 2,5 A (panjang gelombang cahaya tampak adalah sekitar 6000 A). Teori tentang difraksi sinar-x dikemukakan pertama kali oleh Von Laue (1912), dari Universitas Munich (Jerman), dan dikembangkan lebih lanjut oleh W. H. Bragg, dari Universitas Leed (inggris). 
3. Sumber Radiasi X – Ray dan Gamma Ray adalah suatu gelombang ELECTROMAGNETIC dengan tingkatan energy Radiasi sebagai berikut: Semakin tinggi Energy radiasi semakin tebal daya tembusnya dalam memeriksa suatu material Abrianto@T.Metalurgi-UNJANI 3 3
4. High Electrical Potential Electrons + - X-ray Generator or Radioactive Source Creates Radiation Radiation Penetrate the Sample Exposure Recording Device 
5. Sinar X dapat dihasilkan dengan menumbukkan elektron yang dilepaskan oleh katoda pada anoda di dalam suatu tabung hampa udara. Sifat-sifat sinar X yang dihasilkan sangat tergantung dari tegangan dan arus dari tabung, maka tinggi tegangannya makin besar daya tembus dari sinar X yang dihasilkan. Tegangan 150 volt untuk tebal plat 4 mm dan 250 volt untuk tebal plat 6 mm. Sedangkan arus tabung yang besar akan mempertinggi intensitas dari sinar X. 
6. Spektrum sinar X yang dihasilkan mampu mempunyai intensitas, dimana spektra dengan intesitas melonjak yang diberi tanda Kα dan Kβ dinamakan radiasi monokromatik atau radiasi karakteristik. Sinar X yang dihasilkan dengan tegangan rendah biasanya tidak mempunyai radiasi karakteristik dan disebut radiasi putih. 
7. Logika dibalik teori ini adalah asumsi bahwa seandainya suatu kristal terdiri dari atom-atom yang tersusun secara teratur dan periodik dalam ruang dan jarak antar atom hampir sama dengan panjang gelombang sinar-x, maka kristal tersebut dapat berfungsi sebagai kisi-kisi yang menghamburkan cahaya. Dengan konsep ini dan mengingat bahwa sinar-x mempunyai panjang gelombang yang mendekati jarak antar atom, maka difraksi dapat terjadi kalau kristal dikenai oleh sinar-x. 
8. Berkas sinar-x yang dihamburkan tersebut ada yang saling menghilangkan karena fasanya berbeda dan ada juga yang saling menguatkan karena fasanya sama. Berkas sinar-x yang saling menguatkan itulah yang disebut sebagai berkas difraksi. Hukum Bragg merupakan perumusan matematik tentang persyaratan yang harus dipenuhi agar berkas sinar-x yang dihamburkan tersebut merupakan berkas difraksi yang secara umum, difraksi orde n dari bidang (h k l) dengan jarak antar bidang d’, dapat dianggap sebagai difraksi orde 1 dari bidang (nh nk nl) yang berjarak d=d’/n , sehingga: n λ = 2 d’ sin θ λ = 2 d sin θ dimana, λ adalah panjang gelombang sinar-x, dan θ adalah sudut difraksi. 
9. Ada dua faktor yang perlu diingat: l Sinar datang, bidang normal terhadap bidang difraksi, dan berkas difraksi selalu sebidang. l Sudut antara berkas sinar difraksi dan berkas sinar transmisi adalah 2θ. Sudut 2θ inilah yang diukur pada percobaan difraksi, bukan θ. Metoda difraksi dapat dibagi atas 3 jenis, yaitu metoda Laue, Metoda kristal berputar dan metoda serbuk. Dalam metoda Laue, θ dibuat tetap dan λ berubah-ubah, sedangkan metoda kristal berputar dan metoda serbuk, λ dibuat tetap dan θ berubah-ubah. 
10. Aplikasi teknik difraksi sinar-x ini antara lain adalah untuk: l Penentuan struktur kristal l Penentuan ukuran sel satuan l Analisis kualitatif identifikasi unsur/senyawa l Analisis komposisi kimia l Pengukuran tekstur 
11. Jika Hukum Bragg ditulis sebagai: sin θ = λ/2d maka arah difraksi hanya ditentukan oleh jarak antar bidang (d), jarak antar bidang tersebut bergantung pada ukuran dan bentuk sel satuannya, karena itu arah difraksi hanya ditentukan oleh ukuran dan bentuk sel satuan saja. Sebaliknya jika arah difraksi tertentu, maka bentuk sel satuan dapat ditentukan pula, karena setiap sistim kristal mempunyai pola urutan difraksi tertentu yang menghasilkan urutan s 14
12. 15 Gambar 1. Indeks Miller Sistim Sel Satuan
13. Sedangkan ukuran sel satuan (kisi kristal, a) dapat ditentukan dari persamaan jarak antar bidang, yaitu sebagai berikut: lCubic 1/d2 = (h2+k2+l2)/a2 lTetragonal 1/d2 = (h2+k2)/a2 + l2/c2 lHexagonal 1/d2 = 4/3{(h2+hk+k2)/a2} + l2/c2 16
14. Teknik difraksi sinar-x dapat digunakan pula untuk analisis kualitatif karena setiap unsur atau senyawa mempunyai pola difraksi tertentu, dengan demikian jika pola unsur atau senyawa tersebut diketahui, maka unsur atau senyawa tersebut dapat diidentifikasi. 
15. Hasil difraksi serbuk dengan difraktometer adalah berupa pola difraksi yang berisi data intensitas dan sudut difraksinya. Jarak antar bidang dapat dihitung dengan hukum Bragg. Karena sangat banyak sekali unsur/ paduan/senyawa organik/senyawa anorganik dan material yang telah ditemukan, maka pola-pola difraksinya telah tersedia dan telah dikelompokkan. 

Fisika (bahasa Yunani: φυσικός (fysikós), "alamiah", dan φύσις (fýsis), "alam") adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Para fisikawan atau ahli fisika mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.
Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi yang ada, seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai hukum fisika. Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar", karena setiap ilmu alam lainnya (biologi, kimia, geologi, dan lain-lain) mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Misalnya, kimia adalah ilmu tentang molekul dan zat kimia yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia ditentukan oleh sifat molekul yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu fisika seperti mekanika kuantum, termodinamika, dan elektromagnetika.
Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika