ILMU ALAMIAH DASAR

BAB I. ILMU ALAMIAH DASAR

Ilmu alamiah atau ilmu pengetahuan alam (natural science) merupakan pengetahuan yang mengkaji tentang gejala-gejala dalam alam semesta, termasuk di muka bumi ini, sehingga terbentuk konsep dan prinsip. IAD hanya mengkaji konsep-konsep dan prinsip-prinsip dasar yang esensial saja.

A. MENGAPA MANUSIA DISEBUT MAKHLUK UNIK .

a.    Organ tubuhnya kompleks dan sangat khusus, terutama otaknya

b.    Mengadakan metabolisme atau pertukaran zat, (ada yang masuk dan keluar)

c.    Memberikan tanggapan terhadap rangsangan dari dalam dan luar

d.    Memiliki potensi untuk berkembang biak

e.    Tumbuh dan bergerak

f.     Berinteraksi dengan lingkungannnya

g.    Sampai pada saatnya mengalami kematian

B. METODE ILMU ALAMIAH DASAR DAN IMPLEMENTASINYA.

Segala kebenaran dalam ilmu Alamiah terletak pada metode ilmiah. Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah dapat sebagai berikut :

1.    Penginderaan, merupakan suatu aktivitas melihat, mendengar, merasakan, mengecap terhadap suatu objek tertentu.

2.    Masalah dan problema, menemukan masalah dengan kata lain adalah dengan mengemukakan pertanyaan apa dan bagaimana.

3.    Hipotesis, jawaban sementara terhadap pertanyaan yang kita ajukan.

4.    Eksperimen, dari sini ilmu alamiah dan non ilmu alamiah dapat dipisahkan. Contoh dalam gejala alam tentang serangga dengan lampu (sinar biru) 

5.    Teori, bukti eksperimen merupakan langkah ilmiah berikutnya yaitu teori. Dengan hasil eksperimen dari beberapa peneliti dan bukti-bukti yang menunjukkan hasil yang dapat dipercaya dan valid walaupun dengan keterbatasan tertentu. Maka disusun teori. Dengan teori-teori yang dikemukakan maka dapat diaplikasikan terhadap kebutuhan manusia seperti pengusiran serangga atau perangkap nyamuk (terkait dengan teori pencahayaan).

C. FILSAFAT ILMU ALAMIAH .

Pertanyaan tentang siapa yang mengatur alam ini merupakan pertanyaan filsafat. Untuk itu ada 3 pandangan tentang filsafat ilmu alamiah.

1.     Vitalisme, merupakan suatu doktrin yang menyatakan adanya kekuatan diluar alam. Kekuatan itu memiliki peranan yang esensial mengatur segala sesuatu yang terjadi di Alam semesta ini. (misalnya Tuhan). pendapat ini ditantang oleh beberapa orang lain karena dalam ilmu alamiah dikatakan bahwa segala sesuatunya harus dapat dianalisis secaras eksperimen. Atau harus cocok dengan metode ilmiah.

2.     Mekanisme, penyebab segala gerakan di alam semesta ini dikarenakan hukum alam (misalnya fisika atau kimia). Faham ini menganggap bahwa gejala pada mahluk hidup secara otomatis terjadi hanya berdasar peristiwa fisika –kimia belaka. Pandangan ini menyamakan gejala pada mahluk hidup dengan gejala benda tidak hidup sehingga perbedaan hakiki tidak ada. Dengan begitu dapat menghanyutkan manusia ke pandangan materialisme yang selanjutnya kepada Atheisme.

3.     Agnotisme, untuk menghindari pertentangan vitalisme dan mekanisme maka aliran ini timbul, dimana aliran ini melepaskan atau tidak memperhatikan sisi dari sang pencipta. Mereka yang mengkuti aliran ini, hanya mempelajari gejala-gejala alam saja, aliran ini banyak dianut oleh ilmuwan Barat.

4.     Filsafat Pancasila, paham yang menjembatani dari 2 aliran yang menyatakan bahwa alam dan hukumnya terjadi karena ciptaan tuhan dan proses selanjutnya menurut filsafat mekanisme (hukum alam). Hukum alam adalah itu adalah sama dengan hukum Tuhan.Dapat dilihat dari kehidupan makhluk hidup dari awal sampai akhir.

C. ILMUWAN MASA LALU DAN PEMIKIRANNYA.

Tokoh-tokoh Yunani dan lainnya yang memberikan sumbangan perubahan pemikiran diantaranya :

1.    Anaximander, langit yang kita lihat adalah setengah saja, langit dan isinya beredar mengelilingi bumi ia juga mengajarkan membuat jam dengan tongkat.

2.    Anaximenes, (560-520) mengatakan unsur-unsur pembentukan semua benda adalah air, seperti pendapat Thales. Air merupakan salah satu bentuk benda bila merenggang menjadi api dan bila memadat menjadi tanah.

3.    Herakleitos, (560-470) pengkoreksi pendapat Anaximenes, justru apilah yang menyebabkan transmutasi, tanpa ada api benda-benda akan seperti apa adanya.

4.    Pythagoras (500 SM) mengatakan unsur semua benda adalah empat : yaitu tanah, api, udara dan air. Ia juga mengungkapkan dalil Pythagoras C2 = A2 + B2, sehubungan dengan alam semesta ia mengatakan bahwa bumi adalah bulat dan seolah-olah benda lain mengitari bumi termasuk matahari.

5.    Demokritos (460-370) bila benda dibagi terus, maka pada suatu saat akan sampai pada bagian terkecil yang disebut Atomos atau atom, istilah atom tetap dipakai sampai saat ini namun ada perubahan konsep.

6.    Empedokles (480-430 SM) menyempurnakan pendapat Pythagoras, ia memperkenalkan tentang tenaga penyekat atau daya tarik-menarik dan data tolak-menolak. Kedua tenaga ini dapat mempersatukan atau memisahkan unsur-unsur.

7.    Plato (427-345) yang mempunyai pemikiran yang berbeda dengan orang sebelumnya, ia mengatakan bahwa keanekaragaman yang tampak ini sebenarnya hanya suatu duplikat saja dari semua yang kekal dan immatrial. Seperti serangga yang beranekaragam itu merupakan duplikat yang tidak sempurna, yang benar adalah idea serangga.

8.    Aristoteles merupakan ahli pikir, ia membuat intisari dari ajaran orang sebelumnya ia membuang ajaran yang tidak masuk akal dan memasukkan pendapatnya sendiri. Ia mengajarkan unsur dasar alam yang disebut Hule. Zat ini tergantung kondisi sehingga dapat berwujud tanah, air, udara atau api. Terjadi transmutasi disebabkan oleh kondisi, dingin, lembah, panas dan kering. Dalam kondisi lembab hule akan berwujud sebagai api, sedang dalam kondisi kering ia berwujud tanah. Ia juga mengajarkan bahwa tidak ada ruang yang hampa, jika ruang itu tidak terisi suatu benda maka ruang itu diisi oleh ether. Aristoteles juga mengajarkan tentang klasifikasi hewan yang ada dimuka bumi ini.

9.    Ptolomeus (127-151) SM, mengatakan bahwa bumi adalah pusat tata surya (geosentris), berbentuk bulat diam seimbang tanpa tiang penyangga.

10.     Avicenna (ibn-Shina abad 11), merupakan ahli dibidang kedokteran, selain itu ahli lain dari dunia Islam yaitu Al-Biruni seorang ahli ilmu pengetahuan asli dan kontemporer. Pada abad 9-11 ilmu pengetahuan dan filasafat Yunani banyak yang diterjemahkan dan dikembangkan dalam bahasa Arab. Kebudayaan Arab berkembang menjadi kebudayaan Internasional.

BAB II. MATERI

A. PENGERTIAN MATERI

Materi didefinisikan sebagai sesuatu yang mempunyai massa yang menempati ruang. 

1.      Wujud Materi
Ada tiga wujud materi, yakni padat, cair dan gas.

2.      Massa dan Berat
Massa suatu benda menyatakan jumlah materi yang ada pada benda tersebut. Massa suatu benda tetap disegala tempat. Massa merupakan sifat dasar materi yang paling. Massa dan berat suatu benda yang tidak identik tetapi sering dianggap sama; berat menyatakan gaya gravitasi bumi terhadap benda itu dan bergantung pada letak benda dari pusat bumi.

3.      Klasifikasi Materi
Suatu bahan dapat dikatakan homogen atau heterogen. Larutan memang suatu campuran yang serba sama, sedangkan tanah dan campuran minyak dengan air merupakan campuran heterogen.
Suatu bahan yang tersusun dari dua atau lebih zat-zat yang sifatnya berbeda disebut campuran. Komposisi campuran tidak tetap, melainkan bervariasi. Oleh sebab itu, akan kita kenal campuran homogen dan campuran heterogen.
Setiap materi yang homogen dan susunan kimianya tetap disebut zat atau subtansi. Setiap zat memiliki sifat fisika dan sifat kimia tertentu. Dikenal dua macam zat, yakni unsur dan senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia biasa dapat diuraikan menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana disebut senyawa. Jadi air adalah senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain disebut unsur. Jadi Oksigen (O) dan hidrogen (H) adalah unsur. Menurut sifat-sifat, dikenal unsur logam dan nonlogam, Besi, tembaga, dan seng, misalnya adalah unsur logam, sedangkan Arang, Belerang dan fosfor adalah unsur nonlogam

4.      Atom dan Molekul
Atom adalah satuan yang amat kecil dalam setiap bahan yang ada di sekitar kita. Struktur zat discountinue dan bahwa semua materi terdiri atas partikel-partikel yang amat kecil yang disebut atom (a = tidak, tomos = dibagi ). Hal ini bertentangan dengan pendapat aristoteles yang menyatakan bahwa zat yang bersifat continue (dapat dibagi terus), kedua pendapat itu bersifat sangat spekulatif dan tidak dapat ditunjang oleh eksperimen.

Pada masa Robert Boyle, yakni pada abad ke 17, para ahli fisika mengembangkan sebuah teori baru tentang struktur materi, yakni teori molekul. Menurut pendapat ini partikel terkecil zat disebut molekul dan molekul-molekul zat yang sama akan sama semua sifatnya. Teori ini dapat menerangkan antara lain peristiwa diferensiasi zat, perubahan wujud gas dan sifat-sifat gas dengan memuaskan.
Teori Atom Dalton
Dalton, berdasarkan observasi kuantitatifnya pada awal abad ke-19 mengungkapkan teori atomnya yang terkenal yang dapat menerangkan kejadian-kejadian kimia. Dengan teorinya, Dalton mampu menerangkan dua buah hukum dasar ilmu kima, yakni Hukum Kekekalan Massa dari laviesier dan Hukum Ketetapan Perbandingan dari Proust. Teori atomnya antara lain sebagai berikut :

1)      Tiap-tiap unsur terdiri dari partikel-partikel kecil yang disebut atom. Atom tidak   

dapat dibagi-bagi.

2)      Atom-atom unsur yang sama, sifatnya sama, atom dari unsur yang berbeda,

sifatnya juga berbeda.

3)      Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.

4)       Reaksi kimia terjadi penggabungan atau pemisahan atom-atom.

5)       Senyawa ialah hasil reaksi atom-atom penyusunnya.

5.      Susunan Atom

Pengetahuan tentang susunan atom menjadi lebih jelas setelah penelitian-penelitian dari Sir Humphry Davy dan Michael Faraday, keduanya berasal dari inggris.

a.       Penemuan Elektron Dan Proton
Elektron merupakan partikel atom pertama yang ditemukan. Penemuan elektron berawal dari penyelidikan tentang listrik melalui gas-gas pada tekanan rendah. Joseph John Thomson dan kawan-kawannya telah melakukan percobaan mengenai hantaran listrik melalui berbagai gas dengan menggunakan suatu tabung tertutup yang dapat dihampakan. Pada ujung-ujung tabung itu terdapat kutub listrik positif atau anoda dan kutub negatif atau katoda.
Bila katoda dan anoda dihubungkan dengan sumber listrik bertegangan tinggi dan tekanan gas di dalam tabung dikurangi menjadi sangat kecil, yaitu sekitar 10-6 atmosfer, akan terjadi pancaran sinar yang berasal dari katoda dan menuju ke katoda. sinar itu disebut sinar katoda.
Sinar katoda mempunyai sifat cahaya, tetapi sinar itu juga mempunyai sifat-sifat lain. Antara lain, sinar itu dapat menggerakan baling-baling yang diletakkan dalam jalannya dan di dalam medan listrik sinar itu dibelokkan ke arah pelat elektroda positif. Sifat-sifat tersebut menunjukkan bahwa sinar katoda terdiri dari partikel-partikel bermuatan listrik negatif. Partikel-partikel sinar katoda dilepaskan oleh atom-atom yang terdapat pada katoda. Pada tahun 1897,  Thomson (1856-1940) membuktikan dengan eksperimen bahwa partikel sinar katoda tidak bergantung pada bahan katoda. Partikel itu disebut elektron. berdasarkan pengamatan ini, dapatlah ditarik kesimpulan bahwa tiap atom unsur tentu mengandung elektron.
Seorang berkebangsaan Jerman bernama E. Goldstein (1886) menemukan suatu sinar lain di dalam tabung sinar katoda. la menemukan bahwa apabila lempeng tabung katoda itu berlubang-lubang maka gas yang terdapat di belakang katoda akan berpijar.

b.      Model Atom
Dalton menggambarkan atom sebagai bola padat yang tidak dapat dibagi lagi. dengan penemuan elektron, maka (1) model atom dalton diganti dengan (2) model atom Thomson. Menurut Thomson, atom berupa bola bermuatan positif dan pada tempat-tempat tertentu di dalam bola terdapat elektron-elektron.
Ernest Rutherford pada tahun 1909, yang dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden menemukan bukti-bukti baru tentang sifat-sifat atom. Bukti-bukti itu diperoleh dari eksperimen yang disebut eksperimen penghabluran sinar alfa.

c.       Model Atom Bohr
Menurut teori mekanika klasik tentang cahaya, elektron yang bergerak harus disertai kehilangan tenaga kinetik elektron. Dengan demikian, kecepatan elektron itu semakin lama semakin berkurang, jaraknya terhadap inti semakin kecil, dan akhirnya elektron itu akan jatuh dan melekat pada inti. Untuk mengatasi kelemahan model atom Rutherford, Bohr mengajukan pendapat yang revolusioner, yang sebagian bertentangan dengan mekanika klasik Newton.
Menurut Bohr, di sekitar inti itu hanya mungkin terdapat lintasan-lintasan elektron yang berjumlah terbatas; pada setiap lintasan itu bergerak sebuah elektron yang dalam gerakannya tidak memancarkan sinar. Jadi, dalam setiap keadaan station, elektron mengandung jumlah tenaga tetap dan terdapat dalam keadaan seimbang yang mantap.