Berita Ilmu Fisika di Dunia – Imxpad

Apakah komunikasi kuantum benar-benar tidak dapat diretas? – Ketertarikan terhadap teknologi kuantum, khususnya komunikasi kuantum, semakin meningkat seiring dengan upaya meningkatkan keamanan data, yang semakin rentan di dunia modern.

Permintaan tersebut muncul dari asumsi bahwa komunikasi melalui teknologi kuantum secara teori tidak mungkin diretas, namun diduga bahwa dalam praktiknya komunikasi tersebut mungkin tidak sepenuhnya aman.

Untuk mengetahui hal ini, para peneliti menyelidiki salah satu jenis kriptografi kuantum yang paling aktif dipelajari yang disebut distribusi kunci kuantum. Mereka ingin mengetahui apakah penyadap benar-benar dapat mengutak-atik transfer kunci, memperoleh informasi mengenai hal tersebut, dan apakah gangguan tersebut tidak terdeteksi oleh pihak-pihak yang berkomunikasi.

“Dengan menggunakan metode [distribusi kunci kuantum], pihak jarak jauh dapat memanfaatkan pengukuran bijaksana yang dilakukan pada keadaan cahaya kuantum untuk menghasilkan kunci rahasia yang hanya diketahui oleh mereka dan kemudian menggunakannya untuk mengenkripsi dan mendekripsi komunikasi mereka,” kata Ariel Ashkenazy, Ph.D. D. mahasiswa di Universitas Bar-Ilan dan salah satu penulis penelitian, melalui email. premium303

“Keamanan protokol ini didasarkan pada prinsip mekanika kuantum, yang merupakan salah satu teori terbaik yang kita miliki untuk menggambarkan alam.”

Menggunakan foton untuk menyandikan informasi

Cara paling aman dalam menerapkan distribusi kunci kuantum yang sering dipertimbangkan dalam studi teoretis adalah dengan mengkodekan kunci dalam keadaan foton tunggal yang ditransmisikan antara pihak-pihak yang berkomunikasi.

Dalam pengaturan ini, keamanan dijamin oleh hukum dasar mekanika kuantum yang menyatakan bahwa mengukur keadaan sistem kuantum pasti akan mengubahnya, yang membuat segala upaya penyadap untuk mencegat dan mengukur foton dapat dideteksi oleh pihak penerima.

Namun, sumber foton tunggal saat ini rumit, mahal, dan memberikan kecepatan transfer data yang rendah. Akibatnya, kunci sering kali dikirimkan menggunakan pulsa laser yang mungkin terdiri dari lebih dari satu foton, sehingga berpotensi membuat protokol menjadi rentan.

“Pada tingkat teoritis, telah diketahui selama bertahun-tahun bahwa implementasi praktis dari distribusi kunci kuantum rentan terhadap apa yang disebut serangan ‘pemecahan nomor foton’,” kata Yuval Idan, salah satu ilmuwan dalam studi tersebut. “Dengan menggunakan serangan ini, si penyadap, Eve, yang mencoba menyimpulkan kunci rahasia yang dihasilkan oleh dua pihak, Alice dan Bob, dapat mencegat gelombang cahaya yang dikirim oleh Alice, memutuskan apakah gelombang tersebut mengandung lebih dari satu foton dan dalam kasus ini mengambil a bagian dari denyut nadi dan mengukurnya untuk mendapatkan informasi berharga.

“Namun, serangan tersebut diyakini berada di luar kemampuan teknologi saat ini, sehingga beberapa peneliti menganggap serangan tersebut ‘tidak realistis’. Mengingat hal di atas, temuan utama dari penelitian kami adalah usulan kemungkinan penerapan serangan pemisahan jumlah foton dengan memanfaatkan kemampuan eksperimental saat ini.”

Menerapkan serangan pemisahan foton

Dalam studi mereka yang dipublikasikan di Advanced Quantum Technologies, para ilmuwan mengeksplorasi implementasi spesifik dari serangan pemisahan foton, di mana penyadap menggunakan metode yang disebut interaksi Raman foton tunggal (SPRINT) untuk memisahkan satu foton dari berkas cahaya.

“Untuk berhasil dalam [serangan] tersebut, diperlukan tingkat kendali yang luar biasa, baik cahaya maupun materi,” kata Eliahu Cohen. “Kami mengusulkan kemampuan yang telah terbukti dalam membuat satu foton berinteraksi dengan satu atom yang dikontrol dengan baik. Interaksi [Raman] ini menghasilkan pantulan satu foton dari pulsa [ke pihak penerima], sedangkan atom yang memantulkan kemudian menjadi “transparan” ke foton berikutnya dalam pulsa [ditransmisikan ke penyadap].”

Dengan menerapkan aturan fisika kuantum pada interaksi foton-atom, para peneliti menghitung jumlah informasi tentang kunci yang dapat diekstraksi oleh penyadap dari semua kecuali satu foton dari berkas, dan tingkat kesalahan yang ditimbulkan oleh interaksi tersebut ke dalam sinyal. yang diperoleh pihak penerima.

Mereka menemukan bahwa jika jumlah foton dalam setiap pulsa laser besar, penyadap dapat memperoleh informasi penting (walaupun tidak semua) tentang kunci yang ditransfer sambil hanya menimbulkan kesalahan kecil pada data yang diperoleh pihak penerima. Temuan ini menunjukkan bahwa distribusi kunci kuantum menggunakan pulsa multi-foton rentan terhadap serangan pemisahan foton, bertentangan dengan pengaturan ideal yang sering dipelajari dalam karya teoretis.

“Hasil kami menunjukkan bahwa serangan pemisahan foton yang hampir ideal berada dalam kemampuan teknologi kontemporer,” kata Ashkenazy. “Namun, hal ini tidak berarti bahwa distribusi kunci kuantum akan berakhir, karena ada beberapa cara untuk bertahan melawan serangan tersebut, baik dengan menggunakan protokol distribusi kunci kuantum yang lebih canggih [yang terdiri dari berbagai metode pengkodean dan dekripsi informasi], atau dengan memanfaatkan teknologi canggih. teknologi seperti detektor penyelesaian nomor foton [memungkinkan deteksi hilangnya foton dari sinar laser].

“Sebaliknya, dari sudut pandang pihak-pihak yang berkomunikasi, hasil kami menggarisbawahi pentingnya mengadopsi tindakan pencegahan terhadap serangan pemisahan nomor foton untuk menjaga keamanan sistem distribusi kunci kuantum. Dari sudut pandang calon penyadap, hasil kami mendorong penerapan eksperimental serangan berbasis SPRINT tersebut.”

Terlepas dari kedalaman dan detail analisis teoretis yang dilakukan oleh penulis, serangan pemisahan nomor foton berdasarkan metode SPRINT hanyalah salah satu dari banyak opsi penyadapan. Untuk memverifikasi validitas kesimpulan mereka untuk metode secara keseluruhan, diperlukan studi eksperimental dan teoritis lebih lanjut tentang peretasan komunikasi kuantum yang aman.

“Laboratorium Barak Dayan [salah satu penulis studi ini] di Weizmann Institute of Science kini melakukan eksperimen untuk mendukung analisis teoretis,” kata Ashkenazy. “Kami yakin hasil ini melekat pada serangan pemisahan jumlah foton.

“Namun, karena analisis kami hanya menyelidiki implementasi spesifik dari serangan tersebut, kami tidak dapat menggunakannya sebagai bukti atas klaim tersebut. Oleh karena itu, penyelidikan lebih lanjut diperlukan mengenai efek serangan pemisahan foton terhadap informasi yang dibawa.”…

10 Persamaan Penting Teratas Dalam Fisika – Persamaan yang tampak sederhana ini kemudian mempunyai konsekuensi dan penerapan yang besar dalam sains, masyarakat, dan teknologi. Mari kita lihat sepuluh rumus paling berpengaruh dalam fisika (tanpa urutan tertentu) yang telah mengubah jalannya sejarah.

1.Hukum gerak kedua

Gaya, sering kali secara intuitif digambarkan sebagai dorongan atau tarikan, sebenarnya adalah penyebab percepatan pada partikel yang bergerak. Tanpa adanya pengaruh dari luar, partikel tersebut tidak dapat mengalami perubahan dalam perjalanannya. Newton mendefinisikan gaya secara formal pada tahun 1686 dalam persamaan terkenal, F=ma.

Ini memberi tahu Anda seberapa kuat mesin yang dibutuhkan untuk menarik sebuah mobil, berapa banyak daya dorong yang diperlukan untuk mengangkat roket, seberapa jauh peluru meriam terbang, dan seterusnya. Namun yang lebih penting, persamaan ini membantu menghilangkan prasangka keyakinan Aristoteles yang tidak tertandingi selama ribuan tahun. https://www.premium303.pro/

Menurut Aristoteles, gaya diperlukan agar suatu benda tetap bergerak. Mengapa bola yang menggelinding di tanah akhirnya berhenti? Sebab, kata Aristoteles, sudah tidak didorong lagi, makanya.

Kemudian, pada abad ke-17, ilmuwan Italia Galileo Galilei menjelaskan, melalui eksperimen, “Bola berhenti karena tanahnya kasar dan jika cukup halus, bola akan menggelinding selamanya. Tidak diperlukan gaya!”

Lebih lanjut Newton mengatakan, bahwa keadaan diam atau gerak linier beraturan sama-sama menyatakan percepatan nol. Dengan demikian, partikel akan tetap di tempatnya atau terus bergerak dengan kecepatan yang sama dan akan mempertahankan dirinya dalam keadaan seperti semula ketika dikenai gaya eksternal.

2.Hubungan energi-massa

Hal ini mengikuti teori relativitas khusus bahwa massa dan energi keduanya merupakan manifestasi berbeda dari hal yang sama. Massa suatu benda adalah ukuran kandungan energinya. Jika 1 gram massa diubah menjadi energi, maka akan menjadi 90 triliun Joule. Ini sama dengan energi yang dipancarkan bola lampu 100 watt selama 30.000 tahun!

Penting untuk dipahami bahwa persamaan Einstein yang paling terkenal bukanlah karya utamanya. Rumusnya begitu terkenal karena hubungannya dengan bom atom. Einstein sendiri pernah berkata, “Jika saya meramalkan Hiroshima dan Nagasaki, saya akan menghancurkan formula saya pada tahun 1905,” meskipun dia hanya memainkan peran kecil dalam Proyek Manhattan.

3.Prinsip ketidakpastian

Dirumuskan oleh Werner Heisenberg pada tahun 1927, prinsip ketidakpastian merupakan salah satu landasan mekanika kuantum. Persamaan ini mengakhiri determinisme klasik, yang berarti bahwa dalam dunia atom yang sangat kecil, peluang mempunyai peranannya dan drama eksistensi tidak sepenuhnya bersifat takdir.

Dalam bentuknya yang paling umum, dikatakan bahwa semakin tepat pengukuran posisi, semakin tidak tepat pengukuran momentum, dan sebaliknya. Jadi, kita tidak akan pernah bisa mengetahui dengan akurat kedua faktor penting yang menentukan pergerakan salah satu partikel terkecil, posisi dan kecepatannya, pada saat yang bersamaan.

Prinsip ketidakpastian langsung ditolak oleh fisikawan terkemuka saat itu, termasuk Albert Einstein. Di sana, Niels Bohr berusaha sekuat tenaga meyakinkan Einstein bahwa hubungan ketidakpastian adalah hukum fundamental dalam fisika. Einstein tetap menolak, dan mereka sepakat untuk tidak setuju. Pada tahun 1933, situasi politik menjadi lebih buruk di Jerman, dan Einstein pindah ke Amerika Serikat.

Pada tahun 1954, Heisenberg mengunjungi rumah Einstein di Princeton. Mereka hanya berbicara tentang fisika, namun pendirian Einstein terhadap prinsip tersebut tidak berubah. Pada tahun 1955, Einstein meninggal dunia dan meninggalkan Werner Heisenberg yang kecewa karena dia gagal mendapatkan dukungan Einstein atas hubungan ketidakpastiannya.

Meskipun Einstein dan yang lainnya keberatan dengan pandangan Heisenberg dan Bohr, bahkan Einstein pun harus mengakui bahwa pandangan tersebut memang merupakan konsekuensi logis dari mekanika kuantum. Namun bagi Einstein, masih ada sesuatu yang hilang dan mekanika kuantum belum lengkap, “Saya yakin Tuhan tidak melempar dadu,” klaimnya secara metaforis.

Heisenberg, didukung oleh Bohr, Pauli, Schrödinger dan lain-lain, hingga kematiannya menyatakan bahwa ketidakpastian kuantum bukanlah ketidakakuratan pengukuran, melainkan melekat dalam fenomena kuantum. Hal ini mengarah pada hasil yang bersifat probabilistik dan bukan deterministik.

4.Persamaan Maxwell-Faraday

Pada tahun 1831, seperti cerita yang biasa diceritakan, perdana menteri atau politisi senior lainnya diberikan demonstrasi induksi elektromagnetik oleh Faraday. Ketika ditanya, “Apa gunanya?” Faraday menjawab: “Apa gunanya bayi yang baru lahir?” Lima puluh tahun berlalu sebelum tenaga listrik benar-benar berkembang pesat seperti yang dibayangkan oleh Faraday.

Generator dan motor sama-sama menggunakan Hukum Faraday. Persamaan Maxwell menjadi dasar pembangkitan listrik sehingga menjadikan Faraday sebagai bapak listrik. Maxwell berkata tentang Faraday, “Dia adalah, dan harus selalu tetap menjadi, bapak ilmu elektromagnetisme yang diperluas.”

5.Persamaan Dirac

Simetri adalah kata kunci fisika dan Dirac menggunakannya dengan sempurna pada tahun 1928. Ia mengembangkan persamaan yang menjelaskan bilangan spin sebagai konsekuensi dari penyatuan mekanika kuantum dan relativitas khusus. Persamaan tersebut juga meramalkan keberadaan antimateri, yang sebelumnya tidak diduga dan tidak teramati, dan ditemukan secara eksperimental pada tahun 1932.

Pencapaian ini digambarkan setara dengan karya Newton, Maxwell, dan Einstein sebelumnya. Dirac bahkan berspekulasi bahwa mungkin juga terdapat cermin alam semesta anti partikel, sehingga menjadi sumber inspirasi bagi para penulis fiksi ilmiah. Dirac juga sama terkenalnya atas kontribusinya terhadap elektrodinamika kuantum, yang menggambarkan bagaimana gaya listrik dan magnet bekerja pada skala yang lebih kecil dari atom.

6.Hukum entropi

Ketimpangan terkenal yang mengatakan bahwa ketika energi berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, atau ketika materi bergerak bebas, ketidakteraturan dalam sistem tertutup bertambah. Menurut astronom terkenal Arthur Eddington, “Hukum entropi selalu meningkat, menurut saya, menempati posisi tertinggi di antara hukum alam.”

Konsep hukum kedua termodinamika berlaku tidak hanya pada mesin pembakaran internal yang digunakan pada mobil, sepeda motor, kapal laut, dan pesawat terbang, tetapi juga untuk menjelaskan proses kehidupan, jika dilihat dari segi proses siklus.

Hukum kedua juga mempunyai konsekuensi besar bagi alam semesta dalam skala besar. Bayangkan diperlihatkan klip video sebuah cangkir terjatuh dan pecah. Anda jelas dapat mengetahui apakah video diputar mundur atau maju, dari aliran entropi.

Demikian pula, jika film tentang alam semesta kita diputar mundur, alam semesta akan semakin tertata, seperti cangkir, dan ketika diputar maju, kita akan mengira alam semesta akan menjadi tidak teratur, seperti pecahan cangkir.

7.Persamaan medan Einstein

Persamaan Einstein menyebabkan peleburan tiga dimensi ruang dan satu dimensi waktu menjadi satu ruangwaktu empat dimensi. Ekspresi di sisi kiri persamaan mewakili kelengkungan ruangwaktu. Ekspresi di sebelah kanan adalah kepadatan energi ruang-waktu. Persamaan tersebut menentukan bagaimana energi menentukan kelengkungan ruang dan waktu.

Suku konstanta kosmologis (Λ) diperkenalkan oleh Einstein untuk memungkinkan alam semesta tidak mengembang atau menyusut. Upaya ini tidak berhasil karena pada tahun 1929, astronom Edwin Hubble menemukan bukti alam semesta mengembang. Einstein diajak oleh Hubble untuk melihat sendiri bahwa alam semesta memang sedang berubah.

Akibatnya, Einstein mengabaikan konstanta kosmologis dalam persamaan tersebut, dan menyebutnya sebagai kesalahan terbesar yang pernah dilakukannya. Jadi dari tahun 1930-an hingga akhir tahun 1990-an, sebagian besar fisikawan berasumsi bahwa konstanta kosmologis sama dengan nol. Namun, teknik astronomi yang lebih baik baru-baru ini menemukan bahwa perluasan alam semesta semakin cepat yang menyiratkan nilai konstanta yang bukan nol.

Mengapa persamaan medan Einstein penting dalam fisika? Pertama, karena mereka menyatukan dua konsep ruang dan waktu, yang sebelumnya dianggap terpisah karena keterbatasan intuisi kita, menjadi satu ruangwaktu. Sama seperti Maxwell yang menyatukan listrik dan magnet menjadi elektromagnetisme pada abad ke-19.

Kedua, mereka menggambarkan – bukan gaya – namun “interaksi” fundamental gravitasi sebagai akibat dari ruangwaktu yang dilengkungkan oleh energi (massa juga merupakan energi dari kesetaraan energi-massa Einstein).

Meskipun Newton memberikan rumus untuk menghitung besarnya gaya gravitasi antara dua benda bermassa yang dipisahkan oleh jarak, ia tidak menjelaskan secara pasti penyebab gravitasi.

8.Persamaan gelombang

Persamaan gelombang satu dimensi mempunyai fungsi skalar (u) dari satu variabel ruang dan satu variabel waktu karena gelombang merambat dalam ruang, dan juga dalam waktu. Persamaan ini pertama kali ditulis oleh ahli matematika Perancis Jean le Rond d’Alembert, sehingga kadang-kadang disebut juga persamaan d’Alembert. Matematikawan dan fisikawan Swiss Leonhard Euler menulisnya dalam tiga dimensi pada tahun 1707.

Kita selalu dikelilingi oleh gelombang, baik kita sadari atau tidak, gelombang itu selalu ada. Seperti saat Anda bermain gitar atau menjatuhkan batu ke dalam kolam. Persamaan gelombang tidak seanggun persamaan lain dalam daftar ini, namun merupakan terobosan karena telah diterapkan pada gelombang suara (dan instrumen), gelombang dalam fluida, gelombang dalam gempa bumi, gelombang cahaya, mekanika kuantum, dan relativitas umum.

9.persamaan Planck

Formula inilah yang bertanggung jawab atas lahirnya mekanika kuantum, juga televisi dan sel surya. Fisikawan terkemuka Jerman pada masa itu, Max Planck, mendalilkan pada tahun 1900, bahwa energi terkuantisasi dan hanya dapat dipancarkan atau diserap dalam kelipatan integral dari satuan kecil, yang disebutnya “kuantum energi”.

Einstein memperluas gagasan Planck pada tahun 1905 ketika ia memperkenalkan konsep “kuantum cahaya”, partikel cahaya, atau foton. Jadi, radiasi elektromagnetik tidak kontinu seperti gelombang tetapi terisolasi dalam paket cahaya, usul Einstein.

Planck hanya memperkenalkan persamaan tersebut sebagai trik untuk memecahkan masalah radiasi benda hitam, namun Einstein membayangkannya lebih dari itu. Pada tahun 1887, peneliti Heinrich Hertz menemukan efek fotolistrik untuk pertama kalinya; emisi elektron ketika cahaya dengan frekuensi tertentu mengenai suatu material.

Fenomena efek fotolistrik sebagian besar masih belum dapat dijelaskan, bahkan dengan teori gelombang cahaya, sampai munculnya hubungan Planck-Einstein pada tahun 1905. Einstein menggambarkannya dalam interaksi partikel-partikel antara foton dan elektron. Dia berkata, “…di bawah frekuensi kritis tertentu, tidak ada foton yang memiliki cukup energi untuk melepaskan elektron.”

Artinya jika suatu material fotosensitif memerlukan foton cahaya biru untuk memancarkan elektron, yang merupakan karakteristik material tersebut, maka foton cahaya hijau atau kuning tidak akan mampu mengusir elektron dari material tersebut.

Energi karakteristik atau fungsi kerja bahan diserap, untuk melepaskan ikatan, dan kemudian sisa energinya diamati sebagai energi kinetik elektron bebas. Klarifikasi Einstein sejalan dengan hukum kekekalan energi. Ia dianugerahi Hadiah Nobel dalam bidang fisika atas penjelasannya mengenai efek fotolistrik (dan bukan atas hubungan energi-massa atau relativitas).

Planck mengatakan bahwa pengenalan “kuantum” pada tahun 1900 adalah sebuah tindakan putus asa, namun ketika Einstein mengadopsinya dan memberinya makna, perdebatan baru telah dimulai dan hukum lama dihapuskan dalam waktu sekitar satu dekade. Einstein yang bertanggung jawab atas hal tersebut menolak mendukung revolusi kuantum baru.

Penemuan Planck dan Einstein menjadi dasar seluruh fisika abad ke-20, yang tanpanya, teori molekul dan atom serta proses energi yang mengatur transformasinya tidak akan mungkin terbentuk.

10.Persamaan Schrödinger

Dalam tesis doktoralnya pada tahun 1924, fisikawan Perancis Louis de Broglie mengusulkan, bahwa seperti cahaya yang memiliki sifat gelombang dan partikel, elektron juga harus memiliki sifat seperti gelombang, untuk mendukung simetri energi-materi. Dua tahun kemudian, pada tahun 1926, ilmuwan Austria Erwin Schrödinger menerbitkan sebuah persamaan, yang menjelaskan bagaimana gelombang materi harus berevolusi dalam ruang dan waktu.

Sama seperti persamaan Newton yang digunakan untuk menghitung perilaku bola ketika ditendang, persamaan Schrödinger juga digunakan untuk menghitung perilaku elektron dalam orbit atom. Secara umum, ini digunakan untuk banyak kalkulasi dalam mekanika kuantum dan juga merupakan dasar bagi sebagian besar teknologi modern, mulai dari laser hingga transistor, dan pengembangan komputer kuantum di masa depan.…

10 Penemuan Fisika Teratas yang Mengubah Dunia – Selama ratusan tahun, Fisika telah memberikan pengetahuan dasar yang diperlukan untuk membantu kita memahami lingkungan di sekitar kita. Selain itu, fisika telah menjadi dasar dari banyak kemajuan teknologi. Jika Anda ingin memasuki karir berbasis fisika, maka Anda perlu mendapatkan layanan bimbingan fisika profesional di Singapura.

Kungfu Physics bisa dibilang merupakan pusat pengajaran fisika terbaik di Singapura yang menawarkan layanan bimbingan belajar kepada siswa di beberapa tingkat akademik termasuk O-Levels, A-Levels, dan IP Physics. Tuan Gabriel Tanhttps://kungfuphysics.com/about-us/ adalah guru fisika di pusat pengajaran. Dia telah membantu ribuan siswa memahami prinsip-prinsip dasar yang membentuk kehidupan modern.

Pada artikel ini, kita melihat 10 penemuan fisika teratas yang telah mengubah dunia. Kami telah menjelajahi internet untuk menemukan penemuan-penemuan yang terjadi lebih dari satu abad yang lalu dan yang terjadi belakangan ini.

Prinsip Archimedes

Archimedes adalah seorang fisikawan, matematikawan, insinyur, astronom, dan penemu Yunani. Meskipun kita tidak tahu banyak tentang dia, dia dianggap sebagai salah satu fisikawan terkemuka sepanjang masa. Penemuannya yang paling signifikan, Prinsip Archimedes, telah membantu kita lebih memahami dinamika fluida. hari88

Asas tersebut menyatakan bahwa gaya apung ke atas yang dikerjakan pada suatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair, baik yang terendam sebagian maupun seluruhnya, sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Ini memungkinkan kami menghitung daya apung suatu benda yang terendam sebagian atau seluruhnya.

Dalam bentuknya yang paling sederhana, Prinsip Archimedes diwakili oleh rumus berikut:

Berat zat cair yang dipindahkan = berat benda dalam ruang hampa – berat benda dalam zat cair

Prinsip ini membantu kita memahami bagaimana dan mengapa benda mengapung. Proposisi ke-5 Archimedes sangat membantu kita memahami prinsip tersebut. Dia memuji Eureka ketika dia menyadari bahwa dia dapat mendeteksi apakah sebuah mahkota terbuat dari emas murni. Dia menyeimbangkan emas murni dan mahkota pada timbangan di udara, lalu menaruh timbangan tersebut di dalam air.

Menurut Prinsip Archimedes, jika massa jenis emas murni berbeda dengan massa jenis mahkota, keraknya akan menjadi tidak seimbang saat berada di dalam air. Penggunaan perpindahan air membawa pada penemuan prinsip tersebut.

Saat ini, prinsip Archimedes digunakan dalam menentukan kepadatan relatif suatu zat serta dalam desain kapal selam dan kapal laut. Hal ini juga digunakan dalam menentukan berat balon udara dengan memvariasikan kuantitas udara panas di dalam balon.

Kelembaman

Inersia adalah penemuan yang dilakukan oleh Galileo Galilei, seorang fisikawan, astronom, dan insinyur Italia, yang juga dianggap sebagai bapak astronomi observasional. Sebelum masa Renaisans, dunia menggunakan teori gerak Aristoteles, yang menyatakan bahwa tanpa adanya daya penggerak dari luar, semua benda di bumi akan berhenti, dan benda bergerak akan terus bergerak selama ada daya yang bekerja padanya.

Banyak filsuf yang membantah teori gerak ini, dan Galileo Galilei mengambil model Copernicus dan menyempurnakan teori gerak yang dikenal luas. Ia menyatakan bahwa suatu benda yang bergerak pada permukaan datar akan terus bergerak ke arah yang sama dengan kecepatan konstan kecuali jika ada gangguan. Isaac Newton kemudian mengemukakan prinsip inersia sebagai hukum geraknya yang pertama, yang menyatakan bahwa setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau gerak beraturan pada garis lurus kecuali jika ada gaya luar yang bekerja pada benda tersebut.

Ada tiga jenis inersia:

• Inersia gerak – merupakan ketidakmampuan suatu benda untuk mengubah keadaan diamnya tanpa adanya gaya luar
• Inersia diam – Ini adalah ketidakmampuan suatu benda untuk mengubah keadaan geraknya dengan sendirinya
• Inersia arah – didefinisikan sebagai ketidakmampuan suatu benda fisik untuk mengubah arah geraknya sendiri

Ada beberapa penerapan inersia dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

• Inersia gerak membuat satelit bergerak melingkar mengelilingi planet
• Kelambanan istirahat berlaku ketika daun dan buah jatuh dari pohon. Ketika pohon diguncang, buah dan daunnya tetap dalam keadaan diam, lalu tumbang
• Atlet lompat jauh membawa dirinya pada keadaan gerak inersia untuk mendorong dirinya menempuh jarak yang lebih jauh

Inersia juga merupakan prinsip yang berlaku yang digunakan dalam pengembangan sabuk pengaman. Mereka bertindak sebagai kekuatan eksternal yang menjaga tubuh Anda tetap di tempatnya ketika mobil bertabrakan dengan benda asing. Dalam suatu kecelakaan, tubuh bagian atas Anda terlempar dalam keadaan bergerak, dan mencoba bergerak maju karena inersia gerakan, namun sabuk pengaman membatalkan gaya tersebut.

Prinsip Pascal

Prinsip tersebut dikenal juga dengan hukum atau prinsip transmisi tekanan fluida. Pernyataan ini menyatakan bahwa perubahan tekanan pada suatu titik dalam suatu fluida tak mampat yang terkekang diteruskan melalui fluida sedemikian rupa sehingga perubahan tekanan yang sama terjadi di semua tempat.

Prinsip Pascal memiliki beragam penerapan termasuk:

• Penguatan gaya pada sistem pengereman pada sebagian besar kendaraan bermotor
• Menaikkan air di sumur pengrajin, bendungan, dan menara air
• Dalam scuba diving dalam perhitungan tekanan atmosfer di bawah air

Mengikuti penerapan prinsip tersebut secara luas, Blaise Pascal memperluas karyanya dalam studi hidrostatistik dan hidrodinamika. Dia kemudian mengerjakan berbagai penemuan, termasuk mesin press hidrolik dan jarum suntik, yang berguna dalam perawatan kesehatan modern.

Hukum Gravitasi

Isaac newton mungkin adalah salah satu fisikawan terhebat sepanjang masa. Dia dikreditkan dengan berbagai penemuan fisika seperti hukum gravitasi dan gerak.

Hukum gravitasi universal Newton menyatakan bahwa setiap partikel menarik setiap partikel lain di alam semesta dengan gaya yang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat-pusatnya dan berbanding lurus dengan hasil kali massanya.

Prinsip ini menandai penyatuan penjelasan lain tentang gravitasi di bumi. Penjelasan terbaik mengenai hukum gravitasi Newton adalah bahwa gravitasi Matahari menjaga bumi tetap mengorbit mengelilingi Matahari, sehingga menghasilkan kondisi yang tepat bagi bumi untuk mendukung kehidupan.

Listrik

Dunia modern bergantung pada karya besar yang dilakukan oleh Thomas Edison dan Nikola Tesla. Kedua orang ini merancang generator yang dapat menghasilkan listrik untuk keperluan komersial dan perumahan. Namun, karya Nikola Tesla dalam meningkatkan generator arus searah Edison membawanya menemukan cara menghasilkan dan mentransmisikan listrik arus bolak-balik.

Berkat kumparan Tesla, yang menjadi dasar transformator tegangan tinggi modern, yang membantu transmisi daya dalam jarak jauh. Hal ini dibandingkan dengan arus searah Edison yang transmisi dayanya lebih mahal, dan arusnya akan turun setelah jarak pendek.

Saat ini, pembangkit listrik tenaga air dapat menghasilkan listrik bertegangan tinggi, yang dapat disalurkan dalam jarak jauh. Hal ini membantu memacu revolusi industri, dan saat ini, hal ini bertanggung jawab terhadap dunia seperti yang kita kenal sekarang.

Listrik turut melahirkan inovasi yang menggunakan induksi elektromagnetik. Misalnya, pabrikan otomotif menggunakan mesin dengan elektromagnet untuk mengangkat beban berat yang tidak mungkin dipindahkan.

Sinar X

Sebelum tahun 1895, sinar-x adalah jenis radiasi tak dikenal yang dihasilkan oleh tabung pelepasan eksperimental. Mereka ditemukan oleh para ilmuwan yang menyelidiki sinar katoda. Profesor fisika Jerman Wilhelm Röntgen menemukannya ketika bereksperimen dengan tabung Crookes dan Lenard.

Wilhelm memperhatikan cahaya hijau samar dari layar dan melihat sinar X melewati karton untuk membuat layar bersinar. Setelah diselidiki lebih lanjut, dia memperhatikan bahwa mereka dapat melewati kertas dan buku di mejanya. Dia kemudian mengetahui kegunaan medisnya ketika dia memotret tangan istrinya di piring foto.

Karena penemuan ini, pengobatan modern mendapat manfaat signifikan dari radiologi. John Hall-Edwards adalah dokter pertama yang menggunakan sinar-x dalam operasi bedah. Karena itu, bagaimana mereka terbentuk?

Sinar-X dihasilkan oleh tabung sinar-X, yang pada dasarnya adalah tabung vakum yang menggunakan tegangan tinggi untuk mempercepat pelepasan elektron oleh katoda panas dengan kecepatan tinggi. Elektron kemudian bertabrakan dengan target logam, anoda, yang kemudian menghasilkan sinar-x.

Termodinamika

Banyak hukum yang mencoba menjelaskan termodinamika, namun hukum kedua paling tepat diterapkan saat ini. Dinyatakan bahwa entropi total suatu sistem terisolasi tidak akan pernah berkurang sepanjang waktu, dan tetap konstan dalam semua proses yang bersifat reversibel.

Termodinamika tidak memahami perubahan suhu dan memahami pengaruhnya terhadap berbagai wujud materi telah mengubah dunia. Misalnya, dalam bidang arsitektur dan konstruksi, suhu memainkan peran besar dalam menentukan bahan yang digunakan dan bagaimana bahan tersebut akan digunakan untuk mencapai tujuan proyek bangunan.

Ledakan Besar

Ada banyak cerita asal mula bagaimana bumi terbentuk, namun yang paling akurat adalah teori Big Bang. Ini adalah model kosmologis alam semesta yang dapat diamati dari periode paling awal yang diketahui. Fred Hoyle, seorang astronom Inggris, pertama kali mengemukakan teori ini.

Teori-teori tersebut didasarkan pada hipotesis bahwa materi di alam semesta diciptakan oleh sebuah ledakan besar di masa lalu. Meskipun ada cerita lain mengenai asal mula alam semesta dan bagaimana kehidupan muncul, teori Big Bang telah terbukti memberikan cerita terbaik.

Meski begitu, teori yang pertama kali dicetuskan pada tahun 1949 ini telah menjadi dasar dari ratusan penelitian yang dilakukan oleh para astronom paling cerdas yang kita kenal saat ini. Ini telah membantu kita memahami galaksi dan alam semesta serta asal usul kehidupan di bumi.

Relativitas umum

Relativitas umum juga dikenal sebagai teori relativitas umum oleh Albert Einstein, fisikawan terhebat di zaman kita. Ini menyempurnakan hukum gravitasi universal Newton dan menggeneralisasi relativitas khusus. Hasilnya adalah gambaran terpadu tentang gravitasi sebagai properti geometris ruang dan waktu.

Einstein menetapkan bahwa kelengkungan ruang-waktu berbanding lurus dengan energi dan momentum materi dan radiasi yang ada. Relativitas umum dapat digunakan untuk memprediksi segala sesuatu mulai dari keberadaan lubang hitam, pembelokan cahaya akibat gravitasi, dan banyak lagi.

Berbeda dengan hukum dan teori lain, relativitas umum tidak memiliki struktur latar belakang geometri yang invarian. Oleh karena itu, hukum fisika berlaku sama bagi semua pengamat.

Higgs Boson

Model standar fisika partikel belum lengkap, dan para ilmuwan telah mencari keberadaan partikel yang dapat melengkapi Model Standar yang hanya diteorikan, dan tidak pernah diamati.

Namun, Fabiola Gianotti mengumumkan hasil penelitian yang memakan waktu beberapa dekade untuk dilakukan dengan menggunakan akselerator partikel terbesar. Hasilnya menunjukkan bukti observasi langsung keberadaan Higgs Boson.

Ini adalah partikel subatom yang bertanggung jawab memberi massa pada partikel fundamental apa pun. Keberadaannya menjelaskan mengapa gaya nuklir lemah tidak menyebar ke wilayah yang luas seperti halnya elektromagnetisme. Higgs Boson ditemukan pada tahun 2012, dan menjadi salah satu terobosan paling signifikan dalam fisika abad ke-21.

Fisika Kungfu

Kebanyakan siswa berpikir bahwa tidak ada penemuan fisika yang dapat dibuat saat ini. Namun, ada banyak hal yang perlu kita lakukan untuk membuat pekerjaan lebih mudah dan meningkatkan kualitas hidup. Artinya Anda mulai menerapkan berbagai prinsip fisika yang Anda pelajari di sekolah atau pusat pengajaran di Singapura.

Sayangnya, tidak semua pusat pengajaran fisika di Singapura sama. Anda perlu menemukan yang sesuai dengan kebutuhan dan anggaran Anda. Berikut adalah alasan mengapa Anda harus mempertimbangkan Kungfu Fisika untuk layanan bimbingan fisika di Singapura:

Listrik turut melahirkan inovasi yang menggunakan induksi elektromagnetik. Misalnya, pabrikan otomotif menggunakan mesin dengan elektromagnet untuk mengangkat beban berat yang tidak mungkin dipindahkan.

Layanan kuliah Fisika Holistik

Di Kungfu Physics, kami memiliki rekam jejak dalam menawarkan layanan bimbingan fisika terbaik di Singapura. Kami memastikan bahwa setiap siswa yang masuk ke pusat pengajaran kami meningkatkan nilai mereka. Ini semua bisa terwujud berkat Pak Tan, yang merupakan satu-satunya guru fisika kami. Dengan cara ini, Anda dapat yakin bahwa Anda tidak akan dikenakan kualitas pendidikan yang berbeda-beda.

Pengalaman

Tuan Tan telah menjadi tutor dan guru fisika selama sepuluh tahun. Beliau pernah mengajar di berbagai institusi termasuk beberapa sekolah MOE. Ia juga pernah menjadi kepala departemen di Sekolah Menengah Katolik dan asisten kepala departemen dan dosen di Raffles JC. Artinya, beliau memiliki pengalaman mengajar fisika tingkat O, fisika IP, dan fisika tingkat A.

Kesimpulan

Fisika telah berperan penting dalam menemukan cara untuk membuat hidup lebih mudah. Ini juga membantu kita memahami cara kerja lingkungan di sekitar kita. Di atas adalah sepuluh penemuan fisika teratas yang telah mengubah dunia.

Jika Anda memiliki keinginan untuk meningkatkan kualitas hidup, Anda perlu memahami fisika dan bagaimana berbagai prinsip mempengaruhi kehidupan sehari-hari. Hubungi Kungfu Physics hari ini, dan tanyakan tentang jadwal kelas, biaya kuliah, dan layanan bimbingan fisika kami di Singapura.…

10 Fisikawan Paling Terkenal di seluruh dunia – Jika Anda tertarik berkarir di bidang fisika, Anda harus tahu bahwa Anda memasuki bidang yang penuh dengan orang-orang luar biasa. Artikel ini akan mengajarkan Anda tentang sepuluh fisikawan paling terkenal, dan kontribusi mereka terhadap sains.

Galileo Galilei (1564-1642)

Galilei paling terkenal karena mengembangkan teleskop, yang digunakan untuk mempelajari planet dan bintang. Pada masa Galilei, belum ada ilmuwan yang ‘sebenarnya’ seperti yang kita kenal sekarang. Orang-orang mempelajari karya-karya filsuf klasik seperti Plato, tetapi tidak melakukan eksperimen untuk menguji teori mereka.

Galilei ingin menguji prinsip-prinsip tersebut dan melihat apakah dia dapat mengamatinya, sehingga meletakkan dasar bagi metode ilmiah. Pada tahun 1609, Galilei mendengar penemuan dari Belanda yang disebut teleskop, yang dapat membuat benda jauh tampak lebih dekat.

Dia membuat perbaikan besar pada teleskop aslinya, dan versinya akhirnya digunakan di seluruh Eropa. Dengan menggunakan teleskopnya, ia banyak menemukan penemuan, seperti empat bulan besar di sekitar Jupiter, fase-fase planet Venus, dan keberadaan kawah di bulan. https://3.79.236.213/

Isaac Newton (1643-1727)

Isaac Newton adalah seorang ilmuwan, ahli matematika dan astronom, dan mengembangkan sejumlah teori ilmiah. Einstein sendiri mengatakan bahwa Newton adalah orang terpintar yang pernah hidup.

Pada tahun 1687, Newton menerbitkan karyanya yang paling penting, Principia, yang menggunakan matematika untuk menjelaskan gravitasi dan gerak. Dalam karyanya ini, ia merinci tiga hukum geraknya, yang merupakan inti ilmu gerak.

Ia juga merinci penemuannya tentang hukum gravitasi universal, yang membantu memahami pergerakan planet dan Matahari. Selain itu, ia membangun teleskop pemantul pertama di dunia, dan membuktikan bahwa sinar matahari terdiri dari semua warna pelangi.

Marie Curie (1867-1934)

Marie Curie dibesarkan di Polandia, namun akhirnya pindah ke Prancis, belajar di Sorbonne. Setelah mendapatkan gelar di bidang fisika, ia memasuki dunia penelitian ilmiah. Suatu hari, dia sedang memeriksa bahan yang disebut bijih-bijih, dan mengira hanya ada sedikit sinar dari uranium. Sebaliknya, dia menemukan beberapa sinar.

Dari sini, dia menyadari pasti ada unsur yang belum ditemukan dalam bijih uranium, dan mulai menemukannya. Akhirnya, dia menemukan bahwa ada dua unsur baru dalam bijih uranium, radium dan polonium. Dia menamai radium karena sinarnya yang kuat, dan polonium diambil dari nama tanah airnya, Polandia.

Dia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika atas karyanya di bidang radiasi, menjadi wanita pertama yang menerima hadiah tersebut. Dengan diterimanya Hadiah Nobel Kimia, dia menjadi orang pertama yang dianugerahi dua Hadiah Nobel.

Albert Einstein (1879-1955)

Albert Einstein membuat beberapa penemuan paling penting dan mengembangkan beberapa teori paling penting dalam seluruh ilmu pengetahuan. Wajah dan namanya sering dianggap sebagai gambaran ilmuwan ulung. Ia paling dikenal karena Teori Relativitasnya, yang mengubah cara para ilmuwan memandang dunia.

Salah satu persamaan dari teori tersebut adalah E=mc2, di mana ‘c’ adalah konstanta kecepatan cahaya, dan E (energi) berhubungan dengan massa (m.) Teori tersebut menjelaskan bagaimana waktu dan jarak dapat berubah karena ‘relatif’. atau perbedaan kecepatan benda dan pengamat. Ini telah digunakan untuk mengembangkan banyak penemuan modern, seperti bom atom dan TV.

Einstein juga menemukan banyak penemuan lain, seperti fakta bahwa cahaya terdiri dari partikel yang disebut foton. Meskipun para ilmuwan pada saat itu tidak mempercayainya, eksperimen selanjutnya membuktikan teorinya dan dia akhirnya dianugerahi Hadiah Nobel Fisika. Banyak makalahnya membantu memajukan pemahaman kita tentang dunia.

Niels Bohr (1885-1962)

Bohr umumnya dianggap sebagai salah satu fisikawan terhebat abad ke-20 karena karyanya tentang atom. Dia merancang model atomnya sendiri, menggabungkan gagasan ilmuwan Inggris Ernest Rutherford dengan teori fisikawan Max Planck dan Albert Einstein.

Modelnya membantu memahami bagaimana atom terstruktur dan bagaimana bagian-bagian atom berperilaku. Untuk karyanya ini ia menerima Hadiah Nobel Fisika. Ia juga membantu upaya perang, dengan membantu ilmuwan Yahudi melarikan diri dari Jerman dan bekerja di institutnya di Kopenhagen. Bohr bahkan membantu para ilmuwan di Amerika Serikat mengembangkan bom atom mereka sendiri, karena mereka khawatir Jerman sedang mencoba mengembangkannya.

Alan L Hart (1890-1962)

Seorang dokter dan ahli radiologi Amerika, Hart memelopori program skrining TBC yang revolusioner saat menangani homofobia dan transfobia. Setelah menyelesaikan gelar kedokterannya, Hart mengkhususkan diri dalam pengobatan tuberkulosis, yang telah membunuh banyak orang Amerika. Dia memelopori penggunaan fotografi sinar-x untuk diagnosis dini, menggunakan pengetahuannya tentang fisika radiasi untuk mengembangkan teknologi penyelamat jiwa ini. Penemuan ini semakin mengesankan mengingat diskriminasi yang dihadapinya. Hart membuat sejarah sebagai pria transgender pertama yang menjalani histerektomi di AS, namun mendapat cemoohan karena menjadi dirinya yang sebenarnya.

Ketika dia memulai latihan pertamanya, seorang mantan teman sekelasnya menyatakan dia sebagai transgender, dan memaksanya untuk pindah. Hal ini terjadi beberapa kali sepanjang kariernya, namun ia terus bertahan dan melanjutkan penelitian penyelamatan nyawanya. Rontgen dada yang dirintis Hart masih digunakan sampai sekarang untuk mendiagnosis tuberkulosis.

Chien-Shiung Wu (1912-1997)

Wu adalah seorang fisikawan Tionghoa-Amerika yang terkenal karena karyanya dalam fisika nuklir dan partikel. Setelah menerima gelar PhD di bidang Fisika, ia mengajar di universitas-universitas di seluruh Amerika Serikat, dan membuat sejarah sebagai anggota fakultas wanita pertama di departemen fisika Princeton.

Setelah itu, ia bergabung dengan Proyek Manhattan, sebuah inisiatif pemerintah yang membantu memproduksi senjata atom. Wu paling terkenal dengan eksperimen Wu, eksperimen kompleks yang membuktikan bahwa partikel nuklir identik tidak selalu bertindak sama selama peluruhan beta. Eksperimen tersebut merupakan terobosan pada saat itu, karena bertentangan dengan teori konservasi paritas.

Wu juga menerapkan pengetahuan fisikanya pada bidang kedokteran, melakukan penelitian penting tentang penyakit sel sabit. Wu menghadapi sejumlah tantangan selama hidupnya, seperti seksisme, tidak mendengar kabar dari keluarganya di Tiongkok selama Perang Dunia Kedua, dan tidak menerima pengakuan yang layak atas karyanya, namun dia bertahan dan membuat penemuan luar biasa.

Karena kesuksesannya, ia sering disebut sebagai ‘Ibu Negara Fisika’.

Katherine Johnson (1918-2020)

Katherine Johnson adalah seorang fisikawan dan matematikawan Afrika-Amerika. Dia adalah siswa yang sangat berbakat, lulus kuliah pada usia 18 tahun! Di masa dewasanya dia bekerja di Komite Penasihat Nasional untuk Aeronautika (sekarang NASA). Johnson dan rekan-rekannya dijuluki ‘komputer manusia’, yang memecahkan perhitungan rumit untuk membantu mengirim astronot ke luar angkasa.

Meskipun dia menghadapi diskriminasi rasial dan berbasis gender, dia bertahan dan memiliki karier yang sangat sukses. Prestasi terobosannya meliputi: membantu menghitung jalur penerbangan luar angkasa manusia yang pertama, dan menghitung jalur misi bersejarah Apollo 11 Armstrong.

Pada tahun 2016, film Hidden Figures dirilis, yang mendokumentasikan perjalanannya menuju ketenaran, dan memberinya pengakuan luas. NASA bahkan menamai fasilitas penelitian dengan namanya, untuk menghormati dia dan karyanya.

Rosalind Franklin (1920-1958)

Seorang ahli kimia fisik dan peneliti, Franklin memberikan kontribusi penting terhadap penemuan struktur DNA. Seorang perintis di bidangnya, ia memperoleh gelar PhD di bidang kimia fisik pada saat hanya sedikit perempuan yang bekerja di industri tersebut. Pada usia 30, ia dikenal luas sebagai pakar dalam bidang kristalografi, dengan beberapa publikasi di jurnal peer-review.

Karena kesuksesannya, Franklin diundang ke King’s College London, di mana pengalamannya terbukti penting bagi pemahaman kita tentang struktur heliks ganda molekul DNA. Terlepas dari kerja kerasnya, Franklin adalah korban seksisme dan anti-Semitisme. Bahkan ketika dia mencapai puncak bidangnya dan menjadi pembicara yang sangat dihormati, dia masih berjuang dengan keamanan kerja dan mendapatkan pendanaan.

Meskipun demikian, penelitiannya yang tak kenal lelah membawa banyak perkembangan dalam biologi molekuler, teknologi, dan kimia fisik.

Stephen Hawking (1942-2018)

Hawking, seorang ilmuwan dan astrofisikawan, lahir pada peringatan 300 tahun kematian Galileo Galilei. Saat menyelesaikan PhD di Cambridge, dia mulai menjadi canggung, dan menyadari bahwa pidatonya tidak jelas. Seorang dokter mendiagnosis dia menderita ALS, dan memberinya waktu beberapa tahun untuk hidup; sebuah ramalan yang ternyata salah.

Meskipun dia tidak dapat berbicara hampir sepanjang hidupnya dan harus menggunakan kursi roda, dia dapat berkomunikasi melalui komputer papan sentuh dan penyintesis suara. Dia menghabiskan sebagian besar karya akademisnya untuk meneliti lubang hitam dan teori ruang-waktu, dan menjadi pakar relativitas dan lubang hitam. Teorinya yang paling terkenal adalah ketika ia membuktikan bahwa lubang hitam memancarkan sejumlah radiasi, dan radiasi ini dikenal sebagai Radiasi Hawking.

Hawking juga menulis beberapa buku, seperti A Brief History in Time. Dia menulis tentang subjek seperti big bang dan lubang hitam sehingga rata-rata pembaca dapat memahaminya.…