Rabu, 09 September 2009

Matematika Astronomi : Penemuan Planet-Planet Secara Matematika

Planet yang pertama kali ditemukan adalah Uranus oleh William dan Caroline Herschel pada 13 maret 1781. Penemuan ini ditandai dengan penunjukkan sebauh cakram ketika berada dalam kemampuan teleskop yang rendah. Planet lain yang ditemukan adalah Neptunus dan Pluto. Hal ini diperkirakan dengan menggunakan dasar dari perhitungan Matematika dan berasal dari hokum gravitasi Newton yang lokasinya diamati secara dekat.

Neptunus ditemukan tanpa argument Matematika. Hal ini sangat dekat dengan penemuan oleh Galileo, orang yang pertama kali mengetahui kemungkinan ditemukannya planet baru. Galileo mengarahkan teleskopnya pada planet dan dengan takjub pada system Jupiter dan bulan yang ia teliti. Ketika ia mengamati system Jupiter pada 28 desember 1612, dia menemukan Neptunus dengan 8 bintang besar. Satu bulan sesudahnya pada 27 Januari 1613, dia melihat dua bintang, satu adalah Neptunus dan yang lainnya adalah sebuah bintang asli.

Lalande (1732 – 1807), seorang ahli astronomi Perancis yang menulis table paling akurat tentang kedudukan posisi-posisi planet itu hingga abad 19, mencatat Neptunus pada 8 dan 9 mei 1795 tidak mengerti bahwa itu adalah sebuah bintang. John Herschel, dimana kita akan mengetahui pada sebuah momen dengan melengkapi pengamatan pada Neptunus, pada 14 juli 1830 mempercayai bahwa itu adalah sebuah bintang.

Val Lamont (1805 – 1879), seorang ahli astronomi yang lahir di Skotlandia dimana hidupnya lebih banyak di Munich, yang terkenal karena pernyataannya tentang orbit dari bulan, Saturnus dan Uranus, dan juga terkenal karena pengamatan pada periode pergerakan dari magnet bumi. Dia membagi Neptunus menjadi tiga bagian waktu, yaitu 25 oktober 1845, 7 september 1846 dan 11 september 1846.

Penemuan Neptunus bukan berawal dari observasi kebetulan ini. Akan tetapi, dia datang dari sebuah analisa matematika dari penyimpangan Saturnus pada orbit yang diprediksinya. Delambre memperhitungkan table tentang posisi planet Tables du Solei, de Jupiter, de Saturne, d’Uranus et des satellites de Jupiter, diterbitkan pada tahun 1792. Bouvard (1767 – 1843) seorang ahli astronomi Perancis yang menjadi direktur dari penelitian Paris, mengumumkan tabel yang akurat dari orbit Jupiter dan Saturnus pada tahun 1808 dan mengkoreksi versi tabel Delambre untuk Uranus. Dia mengumumkan tabel baru Uranus pada tahun 1821, tetapi menulis :
...saya meninggalkan ini untuk masa depan dari penelitian, walaupun itu sangatlah sulit untuk menyatukannya (data) dengan menyambungkan observasi-observasi yang kuno, atau bergantung pada suatu negara asing dan tidak mengetahui penyebab dari pergerakkan planet.

Walaupun Bauvard menggunakan data yang terbaru untuk mendefinisikan orbit Uranus, tetapi ia terlihat menyimpang dari penentuan posisi yang ada ditabelnya. Pada 3 Juli 1841 Adam menulis :
Benarkah sebuah desain pada awal minggu ini, berdasarkan investigasi, secepat mungkin sesudah mengambil tingkatanku, gerakan yang tidak teratur dari Uranus, tidak (belum) dapat di hitung, untuk menemukan apakah mereka mungkin terpengaruh gerakan dari sebuah planet yang belum ditemukan, dan jika memungkinkan tentukan orbit-orbitnya, dan lain-lain... Kira-kira ini memungkinkan untuk memulai penelitian ini.

Tidak ada semua orang mempermasalahkan orbit Uranus untuk mengetahui planet didepannya. Airy, seorang ahli astronomi Royal, mempercayai teori popular lainnya, yaitu hukum persegi terbalik dari gravitasi. Sesudah Adam membuat penelitian awalnya kemungkinan adanya planet tak dikenal di Uranus, ia yakin bahwa ia berada pada jalan (penelitian) yang benar dan dia memperolehnya dari Airy tentang data Greenwich pada Uranus di Februari 1844.

Pada Juni 1845 Arago, direktur dari penelitian Perancis, membujuk Le Verrier untuk mulai bekerja pada masalah orbit Uranus. Dengan cepat Le Verrier memutuskan untuk memfokuskan dirinya secara penuh dalam masalah ini dan mengesampingkan penelitiannya (saat itu) tentang komet. Antara Le Verrier maupun Adam tidak ada yang mengetahui bahwa ada orang lain yang juga mengadakan penelitian dalam masalah itu.

September 1845, Adam membuat riset yang lebih detail dari masalah ini dan menyimpulkan sebuah orbit pada planet yang mengganggu. Seperti halnya dengan sebuah orbit, ia menghitung banyaknya planet dari posisi-posisinya pada 1 Oktober 1845. Dia memberikan perkiraannya pada James Challis, direktur dari penelitian Cambridge.

Adam memecahkan ilmu matematika baru disini. Teori gravitasi Newton selalu digunakan dalam banyak waktu untuk menghitung effek dari badan pada satu sama lainnya, tetapi tidak pernah digunakan untuk memperkirakan posisi berdasarkan observasi efek gravitasi pada badan lainnya. Akan tetapi Adam sangat percaya diri dalam penelitiannya dan menunjuk pada ’new planet’ . Sebuah usaha yang dilakukan oleh Adam untuk memberikan sebuah informasi pada Airy tentang ’new planet’ gagal ketika Adam mengunjungi Greenwich pada 23 September dalam perjalanan antara rumahnya di Laneast, Cornwall dan Cambridge karena Airy berada di Perancis saat itu.

Pada 21 Oktober 1845, Adam membuat usaha yang kedua kali untuk mengunjungi Airy. Dia diberitahu bahwa Airy sedang berada di London tetapi akan cepat kembali. Adam kembali pada sore harinya, tetapi Airy sedang makan malam. Airy mempunyai kebiasaan yang tidak biasa yaitu makan malam pada jam 3.30 setiap sorenya maka Adam-pun kembali lagi. Adam meninggalkan sebuah manuskrip dengan penelitiannya pada orbit Saturnus dimana dia menunjukkan bahwa kesalahan posisi Uranus sangat kecil.

Airy sangat tertarik pada karya Adam, pada 5 November dia menulis untuk Adam dan bertanya pertanyaan teknis. Dia ingin mengetahui apakah benar teori ’new planet’ tak hanya menerangkan pada perbedaan panjang garis bujur Uranus tetapi juga menerangkan perbedaan pada radius vektornya. Pertanyaan ini di buat untuk membedakan teori ’new planet’ dan teori ’hukum kegagalan persegi terbalik’. Akan tetapi, Adam sudah kecewa karena Airy menolak menemuinya, sehingga ia tidak memberikan jawaban. Dia mencoba mencari new planet sendiri.

Pada 10 November, Le Verrier mengumumkan laporan pertama penelitiannya. Menunjukkan bahwa gangguan orbit Uranus ke Jupiter dan Saturnus tidak dapat dijelaskan oleh penelitiannya. Pada 1 Juni 1846, Le Verrier mengumumnkan laporan keduanya dimana dia menunjukkan beberapa kemungkinan tidak akan dapat menjelaskan orbit Uranus, dan satu-satunya kemungkinan yang mungkin adalah sebuah planet lebih jauh jaraknya dari matahari dibandingkan dari Uranus. Dia memberikan beberapa kemungkinan orbit dari ‘new planet’ dengan perkiraaan posisi yang dimulai pada tahun 1847. Le Verrier mendekati pusat penelitian Paris untuk mencari planet tapi sesudah meneliti dengan singkat mereka kehilangan keinginannya.

Pada 23 Juni hasil dari laporan Le Verrier dibaca oleh Airy dan dengan cepat melihat bahwa prediksi Le Verrier dan prediksi Adam untuk posisi tentang ‘new planet’ sangatlah identik. Tiga hari sesudah dia menulis ke Le Verrier berisi beberapa pertanyaan mengenai radius vektor seperti pertanyaannya ke Adam. Anehnya Airy, yang mengetahui antara Adam dan Le Verrier mempunyai solusi yang mirip pada masalah yang sama, tidak memberitahu pada Le Verrier dan Adam akan penemuannya tersebut, dia juga mengatakan ke Le Verrier tentang rencanannya untuk memulai sebuah penelitian. Le Verrier menjawab pertanyaan Airy menyatakan bahwa penyimpangan berasal dari sebuah ‘new planet’.

Pada 29 Juni, Airy bertemu dengan Challis dan John Herschel di Greenwich dan berkata padanya :
...kemungkinan yang ekstrim pada saat ini mencari sebuah planet baru di dalam jangka waktu yang pendek, diperlukan kekeuatan dari satu penelitian untuk mencarinya.

Pada 9 Juli, Airy meminta pada Challis untuk memulai penelitiannya pada Cambridge Observatory. Dia menulis :
Ini adalah sebuah hal baru untuk diteliti dengan menggunakan teori dedukasi, dan ketika banyak peneliti telah menemukan jawabannya, sukses sepertinya sangat disangsikan.

Challis memulai penelitiannya pada 29 Juli 1846, mencatat bintang-bintang di daerah prediksi Adam. Dia mengamati pada malam hari, tanggal 29, 30 Juli, 4, 12 Agustus dan mencatat hasilnya. Dia mengecek lagi metodenya dengan membandingkan 39 bintang yang pertama kali ditemukan pada 12 Agustus dengan bintang yang muncul pada 30 Juli dalam catatannya. Jika dia meneruskan perbandingannya, dia akan menemukan ‘new planet’ yang ia catat pada 12 Agustus tetapi tidak pada daerah pencarian pada 30 Juli. Pada akhir Agustus, John Herschel mengunjungi seorang ahli astronomi amatir William Dawes dan berkata padanya mengenai ‘new planet’, tetapi karena Dawes hanya mempunyai sebuah teleskop kecil, dia menghentikan penelitiannya.

Pada 31 Agustus Le Verrier mengumumkan laporan ketiganya tentang ‘new planet’ pada waktu itu dia memberikan perkiraan orbit dan kumpulannya secara mendetail, dia menulis :
Harusnya mungkin untuk melihat planet baru dengan teleskop yang bagus dan juga untuk membedakan ukuran piringannya. Ini adalah sesuatu yang sangat penting... jika ada sebuah riset sederhana pada kemunculan fisik dapat mengganti determinasi dari posisi semua bintang, pencarian akan berjalan lebih cepat.

Adam menulis ke Airy pada 2 September dengan memberikan banyak analisis dari masalah. Solusi pertamanya adalah bergantung pada asumsi sebuah jarak dari ‘new planet’ dua kali jarak Uranus pada matahari. Dia tidak bahagia dengan kearbitreran dari solusinya dan dia membuat lagi analisis matematika yang lebih baik tentang jarak ‘new planet’ dengan mengetes perbedaan panjang dari Uranus yang diamati.

Le Verrier menulis ke Astronom Jerman, Gelle, pada 18 September dan memintanya untuk menemukan ‘new planet’. Galle menerima surat itu pada 23 September dan bersama-sama dengan asistennya Heinrich d’Arrest memulai sebuah penelitian pada malam hari di pusat penelitian Royal di Berlin. Dibutuhkan waktu 30 menit bagi mereka untuk menemukan ‘new planet’ dengan tidak menggunakan peta. Tentu saja mereka mengetahui bahwa mereka telah menemukan ’new planet’ tetapi mereka mengkonfirmasinya pada malam hari sesudahnya dengan meneliti gerakan relatif bintang.

Galle menulis ke Le Verrier pada 25 September, berkata :
Tuan, planet yang diindikasikan oleh anda sungguh-sungguh nyata.

Le Verrier menjawab :
Saya berterima kasih atas penindak lanjutan anda atas permintaan saya. Karenanya, kami mengucapkan terima kasih, dalam memastikan posisi dunia baru.

Pada 29 September penelitian Le Verrier tanggal 31 Agustus dibaca oleh Challis. Dia mengamati pada malam hari, mencari posisi piringan planet tersebut. Dia mencatat hanya satu dari 300 bintang-bintang dalam suatu daerah yang memperlihatkan piringannya.

Lassell memulai penelitiannya pada 2 Oktober dan 10 Oktober, dia menemukan bulan dari Neptunus yaitu Triton.

Pada 3 Oktober, Harschel mempublikasikan kontribusi Adam pada penemuan Neptunus. Kemudian Argumen tentang prioritas dan penamaan planet ini dibahas dalam artikel Orbits and Gravitation. Kontribusi Adam, Challes dan Airy dipublikasikan pada 13 November dalam pertemuan Royal Astronomical Society.

Pada saat orbit Neptunus bekerja dengan keadaan yang baik, catatan hasil yang lama dicari untuk melihat apakah hal ini pernah dicatat sebelumnya. Ketika observasi Lalande menemukan Neptunus pada 8 dan 9 Mei 1795, dicatat bahwa Lalande menolak posisi pada 8 Mei dan mancatat sebuah bintang pada posisi 10 Mei Neptunus, tetapi hal ini diragukan. Dia tidak pernah mempedulikan untuk membuat observasi lebih lanjut untuk mengkomfirmasikan data yang telah dihasilkan dalam penemuannya tentang Neptunus.

Sistem matahari tidak mampu bekerja seperti yang diharapkan. Planet Neptunus tidak mengikuti jalur orbit yang telah dihitung, bahkan setelah memasukkan daya tarik gravitas dari semua planet yang diketahui ke dalam perhitungannya. Percivall Lavell (1855 – 1916), seorang astronom dari Amerika, sangat tertarik dengan planet Mars. Dia membangun sebuah observatorium pribadi di Flagstaff, Arizona yang secara khusus mempelajari tentang planet. Dia memulai penelitiannya dengan analisa matematika orbit dari planet Uranus yang diketahui lebih akurat dibandingkan dengan planet Neptunus dan kemudian gagal di dalam mengamati jalur orbit yang telah diprediksikannya. Pada tahun 1905, Lavell telah merampungkan analisa data-datanya dan telah memprediksikan keberadaan dari planet setelah Neptunus yang mempengaruhi penyimpangan.

Tahun 1905, pengamatan secara astronomi telah diwujudkan secara besar-besaran dengan tekhnik fotografi, sebuah penelitian telah dimulai di observatorium Flagstaff pada tahun 1915 dan selama 2 tahun mereka mengambil gambar daerah di langit dimana posisi ”Planet X” -seperti yang dikatakan oleh Lavell- diprediksikan. Akan tetapi, ternyata tidak ada yang ditemukan, Lavell kembali menghitung analisa matematikanya dan antara tahun 1914 dan 1916, dia kembali mengambil gambar daerah di langit, prediksinya memperlihatkan bahwa keberadaan planet x adalah bohong. Akan tetapi, disana ada gambar planet Pluto (planet x nya Lavell) di dalam plat gambarnya tetapi samar-samar dan mereka tidak mengenalinya.

SUMBER :
Haza’a, Salah Kaduri. dkk. 2004. Sejarah Matematika Klasik dan Modern. Yogyakarta : Universitas Ahmad Dahlan Press.

Selasa, 04 Agustus 2009

Matematika Astronomi : Sejarah Kosmologi

Empat ribu tahun yang lalu Babilonia mempunyai ahli astronomi terlatih. untuk memprediksi gerakan yangnyata dari sebuah bulan, bintang-bintang, planet-planet dan matahari di atas langit, dan juga memprediksi terjadinya gerhana. Akan tetapi, nenek moyang Yunani-lah yang pertama kali membuat sebuah model kosmologi untuk menginterpretasikan gerakan ini. Pada abad ke-4 sebelum Masehi, mereka mempunyai sebuah ide bahwasannya bintang-bintang berada pada sebuah lingkaran angkasa yang berotasi pada bola dunia setiap 24 jam, dan planet-planet, matahari, dan bulan, berpindah di antara bumi dan bintang-bintang.

Model ini di buat beberapa abad yang lalu, puncaknya pada abad ke-2 sesudah Masehi dengan ditemukannya sistem Ptolemi. Gerakan yang sempurna harus berada di dalam lingkaran, maka bintang-bintang dan planet-planet bergerak di dalam lingkaran. Untuk menghitung gerakan yang komplek dari planet-planet digunakan epicides maka perpindahan planet-planet di lingkaran melalui lingkaran sekitar arah bumi.

Meskipun hal ini adalah sebuah struktur yang kompleks. Ptolemy membuat sebuah model yang berhasil memproduksi gerakan yang terjadi pada sebuah planet, pada abad 16. Ketika Copernicus mengusulkan sebuah sistem heliosentrik, dia tidak bisa menyesuaikan dengan keakuratan sistem pusat bumi yang dimiliki Ptolemy. Ptolemy memmbuat sebuah model dimana bumi berotasi dan bersama-sama dengan planet lainnya berpindah dalam sebuah orbit sirkular matahari. Akan tetapi, bukti penelitian pada waktu itu sangat mendukung pada sistem Ptolemaic.

Ada banyak alasan lainnya mengapa para ahli astronomi menolak dugaan Copernicus yang menyatakan bahwa bumi mengorbit pada matahari. Tycho Brane seorang astronomi terbesar pada abad 16 menyatakan bahwa jika bumi mengitari matahari, maka posisi relatif bintang-bintang akan berubah seperti yang terlihat dari bagian-bagian yang berbeda pada orbit bumi. Akan tetapi, tidak ada bukti dalam hal ini, disebut dengan parallax. Walaupun bumi tetap atau tidak, bintang-bintang akan menjadi semakin jauh secara mengejutkan.

Dengan bantuan dari sebuah penemuan terbaru, yaitu teleskop, di awal abad 17 Galileo menyatakan bahwa suatu hal yang fatal pada anggapan bahwa bumi adalah pusat dari alam ini. Dia menemukan bulan mengorbit pada planet Jupiter. Dan jika bulan dapa mengorbit pada planet lain, mengapa planet-planet itu tidak mengorbit pada matahari ?

Pada waktu yang sama, Tycho Brane asisten Keppler menemukan kunci untuk membuat sebuah model heliocentrik. Planet-planet berpindah dalam bulatan panjang, bukan lingkaran yang sempurna, seperti matahari. Terakhir Newton menunjukkan bahwa gerakan berbentuk bulat panjang di jelaskan dengan hukum kuadrat berbalik pada kekuatan gravitasi.

Tapi banyaknya penelitian parallax dalam posisi yang menarik dari sebuah bintang-bintang seperti bumi yang berotasi pada matahari, mengindikasikan bahwa bintang-bintang mempunyai jarak yang sangat jauh dari matahari. Kosmos kelihatan menjadi sebuah laut yang luas terdiri dari bintang-bintang, jika dilihat dengan bantuan teleskop. Galileo menemukan 4 ribu bintang-bintang baru di mana mereka tidak dapat dilihat oleh mata telanjang. Newton menyimpulkan bahwa alam merupakan sebuah lautan bintang-bintang yang abadi dan tak terbatas, seperti matahari kita.

Tidak sampai pada abad ke-19 ketika para ahli astronomi dan matematikawan Bessel pada akhirnya dapat mengukur jarak ke bintang dengan menggunakan Parallax. Bintang yang terdekat (selain dari matahari) sekitar 25 juta, juta mil jauhnya ! ( dengan membandingkan matahari yang jauhnya 93 juta mil dari bumi)

Kebanyakan dari bintang-bintang yang dpaat kita lihat terdapat di Milky Way-kumpulan bintang-bintang yang terang yang terbentang di langit pada malam hari. Kant dan yang lainnya menunjukkan bahwa Miky Way merupakan sebuah lensa yang disebut 'pulau dunia' atau galaksi, dan di atas Milky Way masih ada banyak galaksi lain.

Seperti bintang-bintang dan planet-planet, para ahli astronomi menemukan titik kabur cahaya pada malam hari, mereka menyebutnya dengan nebula. beberapa ahli astronomi berpendapat bahwa ini adalah galaksi yang jauh. Pada tahun 1920 ahli astronomi Amerika Hubble menemukan beberapa nebula di mana ukurannya sama seperti bintang jauh dalam Milky Way.

Hubble juga membuat penemuan yang luar biasa bahwa galaksi terlihat berpindah menjauhi kami, dengan sebuah kecepatan yang seimbang sesuai jaraknya dari kami. Ini kelihatannya lebih realistas dan merupakan penjelasan yang nyata dalam penemuan Einstein dengan teori Relativitas : Alam semesta kami adalah luas !

mungkin saja, Einstein telah memprediksi bahwa alam semesta ini luas, sesudah mengajukan teori pertamanya di tahun 1915. Masalah ini cenderung pada jatuh secara bersama-sama karena gravitasi maka tidaklah mungkin untuk menyatakan bahwa alam semesta itu tidak bergerak. Einstein menyadari ia dapat menggunakan ketetapan arbitrer pada persamaan matematikanya, yang dapat menyeimbangkan kekuatan gravitasi dan tidak mengikutsertakan galaksi. Hal ini dikenal dengan ketetapan kosmologi. Sesudah adanya penemuan yang menyatakan bahwa alam itu luas, Einstein mengumumkan bahwa ketepatan kosmologi adalah kekeliruan terbesar dalam hidupnya.

Ahli matematika meteorologi dari Rusia Friedmann mengatakan di tahun 1917 bahwa Einstein menghitung sebuah gambaran dari sebuah alam yang luas. Solusi ini mencantumkan bahwa alam lahir dari pada satu momen, sekitar sepuluh ribu juta tahun lalu. Semua itu, bahkan alam semesta sendiri, tercipta hanya pada satu ketika. Astronom Inggris Fred Hoyle menyebutnya sebagai "Big Bang".

Ada sebuah teori yang menjadi saingan, disebut dengan Teori Steady State diajukan oleh Bondi, Gold, dan Hoyle yang dibuat untuk menjelaskan perluasan alam raya. Hal ini membutuhkan penciptaan sesuatu yang bersambung untuk membuat galaksi-galaksi baru sebagai perluasan alam raya, menyakinkan bahwa alam raya itu dapat bertambah luas tetapi selalu tetap dalam waktu.

untuk beberapa tahun hal ini hayalah terlihat sebagai sesuatu yang akademis, dimana alam raya abadi dan dapat berubah, atau hanya eksis untuk jangka waktu yang terbatas. Tapi sebuah pukulan telak memruntuhkan model steady state ketika pada tahun 1965 Penzias dan Wislson menemukan sebuah radiasi mikrowave kosmik. Hal ini menunjukkan hasil radiasi dari sebuah ledakan besar yang panas, dimana diprediksi oleh Alpher dan Hermann di tahun 1949.

Menindaklanjuti dari kerja Gamow, Alpher dan Hermann ditahun 1940, teorinya adalah menghitung kelebihan relatif dari Hidrogen dan Helium yang mungkin dihasilkan pada saat ledakan Big Bang dan menemukan hal itu seseuai dengan pengamatan. Ketika kelebihan relatif cahaya lain dihitung keduanya konsisten dengan nilai yang diamati.

Sejak 1970, banyak ahli kosmologi yang menerima model Big Bang dan mulai bertanya lebih spesifik, tetapi tetap fundamental, pertanyaannya mengenai alam raya ini. Mengapa galaksi-galaksi dan sekelompok galaksi yang kami ini diluar dari bentuk perluasan sebelumnya. Alam raya ini terbuat dari apa ? bagaimana kami mengetahui bahwa tidak ada lubang hitam atau bentuk-bentuk hitam di atas sana yang tidak bersinar seperti bintang ? relativitas umum menyatakan bentuk kurva ruang waktu, lalu bagaimanakah bentuk alam raya ? apakah ada sebuah kosmologi yang tetap sesudah itu ?

Kami hanya akan menjawab beberapa pertanyaan saja. Latar belakang radiasi gelombang mikro kosmik memainkan peranan penting dengan memberikan gambaran tentang alam semesta hanya seratus ribu tahun setelah Bing Bang. Hal ini adalah urutan yang luar biasa, pada tahun 1992 satelit Cosmic Background Explorer NASA mendeteksi anisotropies pertama pada latar belakang radiasi. Ada sedikit fluktuasi pada suhu radiasi, sekitar satu bagian per 500.000, mungkin awal dari terbentuknya galaksi.

Sejak awal 1980, ada sebuah penelitian yang menarik dari bentuk fisik awal alam raya. Teknologi baru dan penelitian dengan satelit, seperti teleskop Hubbie memberikan gambaran dari alam raya ini, menginspirasikan teori baru untuk meghasilkan lebih banyak model-model yang lebih hebat.

Sumber :
Haza'a, Salah Kaduri. dkk, 2004. Sejarah Matematika Klasik dan Modern. Yogyakarta : Universitas Ahmad Dahlan Press.

Sabtu, 30 Mei 2009

Proporsi

Pada saat siswa mempelajari dan berlatih tentang rasio, atau perbandingan, mereka mulai mempunyai pengalaman tentang berbagai perbandingan, termasuk perbandingan-perbandingan yang mempunyai rasio sama. Misalnya, dalam kesebangunan geometri, rasio sebarang dua sisi dari bangun yang lebih kecil sama dengan rasio sisi-sisi yang bersesuaian dari bangun yang lebih besar.
Suatu Proporsi adalah pernyataan tentang kesamaan dua rasio. Dua notasi yang berbeda yang biasa digunakan seperti berikut :
2 : 5 = 6 : 15 atau 2/5 = 6/15
dibaca 2 berbanding 5 sama dengan 6 berbanding 15, atau 2 per 5 sama dengan 6 per 15.
Ada perbedaan yang jelas antara suatu proporsi dan konsep pecahan senilai (sama, ekuivalen). Dua pecahan yang senilai menyatakan bilangan, jumlah, atau kuantitas sama, tetapi lambangnya berbeda, yaitu dua bilangan rasional yang sama dalam bentuk yang berbeda. Proporsi terkait dengan fakta dari dua keadaan atau lebih, misalnya dalam satu tas terdapat 2 pensil dan 5 pulpen, dan tas yang lain terdapat 6 pensil dan 15 pulpen. Banyaknya pensil dan pulpen dalam kedua tas adalah jelas berbeda, tetapi perbandingan banyaknya pensil dan pulpen dari tas pertama dan tas kedua adalah sama.
Jika dalam suatu proporsi diketahui tiga bilangan dan bilangan keempat dicari, maka pekerjaan ini disebut penjelasan suatu proporsi. Penyelesaian proporsi dilakukan dengan menggunakan sifat dua bilangan rasional yang sama, yaitu :
a/b = c/d jika dan hanya jika ad = bc.

Sumber :

Muhsetyo, dkk. 2007. Pembelajaran Matematika SD. Jakarta : Universitas Terbuka.

Rasio

Suatu rasio suatu pasangan terurut bilangan atau pengukuran yang digunakan untuk menyatakan perbandingan bilangan atau pengukuran. Permasalahan sehari-hari yang terkait dengan rasio bilangan atau pengukuran antara lain adalah panjang atau jarak terhadap waktu, jumlah barang dan harga barang, panjang dengan panjang, luas dengan luas, volume dengan volume, berat barang dengan harga barang, nilai uang dengan nilai uang, umur orang dengan umur orang, dan temperatur (suhu) dengan temperatur.

Pada dasarnya rasio dan pecahan mempunyai makna yang sama sebagai perbandingan. Pecahan dimaksudkan untuk membandingkan bagian terhadap keseluruhan. Pecahan 2/3 adalah perbandingan 2 bagian terhadap 3 bagian pembentuk keseluruhan, yang mana bagian dan keseluruhan diukur menurut pertigaan. Rasio adalah suatu perbandingan bagian terhadap keseluruhan, berarti semua pecahan adalah rasio, tetapi tidak semua rasio adalah pecahan. Suatu keadaan yang mana mempunyai rasio 5 dengan 0 dapat terjadi karena bagian pertama memperoleh 5 dan bagian yang kedua memperoleh 0, tetapi 5/0 bukan pecahan karena pembagian dengan nol tidak ada atau tidak didefinisikan.

Suatu pecahan selalu merupakan perbandingan bagian-bagian terhadap keseluruhan, sedangkan rasio merupakan perbandingan suatu bagian dari keseluruhan terhadap bagian yang lain. Misalnya terdapat 15 kelereng, 5 kelereng berwarna merah dan 10 kelereng berwarna putih. Rasio atau pecahan dari kelereng merah terhadap keseluruhan adalah lima dari 15, atau 1/3 dari kelereng adalah merah. Perbandingan banyaknya kelereng merah terhadap putih bukan merupakan suatu pecahan, tetapi merupakan rasio suatu bagian terhadap bagian yang lain. Banyaknya kelereng merah dan kelereng putih mempunyai rasio terhadap 10, atau 1 terhadap 2. 

Sumber :

Muhsetyo, dkk. 2007. Pembelajaran Matematika SD. Jakarta : Universitas Terbuka.

Pembelajaran Kontekstual

Pembelajaran kontekstual berangkat dari suatu keyakinan bahwa seseorang tertarik untuk belajar apabila ia melihat makna dari apa yang dipelajarinya. Orang akan meilhat makna dari apa yang dipelajarinya apabila ia dapat menghubungkan informasi yang diterima dengan pengetahuan dan pengalamannya terdahulu. Sistem pembelajaran kontekstual didasarkan pada anggapan bahwa makna memancar dari hubungan antara isi dan konteksnya. Konteks memberi makna pada isi. Lebih luas konteks, dalam mana siswa dapat membuat hubungan-hubungan, lebih banyak makna isi ditangkap oleh siswa. Bagian terbesar tugas guru, dengan demikian, adalah menyediakan konteks. Apabila siswa dapat semakin banyak menghubungkan pelajaran sekolah dengan konteks ini, maka lebih banyak makna yang akan mereka peroleh dari pelajaran-pelajaran tersebut. Menemukan makna dalam pengetahuan dan keterampilan membawa pada penguasaan pengetahuan dan keterampilan tersebut. (Johnson dalam Hadi, 2005)

Ketika siswa menemukan makna dari pelajaran di sekolah, mereka akan memahami dan mengingat apa yang telah mereka pelajari. Pembelajaran kontekstual memungkinkan siswa mampu menghubungkan pelajaran di sekolah dengan konteks nyata dalam kehidupan sehari-hari sehingga mengetahui makna apa yang dipelajari. Pembelajaran kontekstual memperluas konteks pribadi mereka, sehingga dengan menyediakan pengalaman-pengalaman baru bagi para siswa akan memacu otak mereka untuk membuat hubungan-hubungan yang baru, dan sebagai konsekuensinya, para siswa dapat menemukan makna yang baru. (Johnson dalam Hadi, 2005)

Pembelajaran kontekstual merupakan sistem yang holistik (menyeluruh). Ia terdiri dari bagian-bagian yang saling berkaitan, yang apabila dipadukan akan menghasilkan efek yang melebihi apa yang dapat dihasilkan oleh suatu bagian secara sendiri (tunggal). Jadi, bagian-bagian yang terpisah dari CTL melibatkan proses yang berbeda, apabila digunakan secara bersama-sama, memungkinkan siswa membuat hubungan untuk menemukan makna. Setiap elemen yang berbeda dalam sistem CTL memberikan kontribusi untuk membantu siswa memahami makna pelajaran atau tugas-tugas sekolah. Digabungkan, elemen-elemen tersebut membentuk sesuatu yang memungkinkan siswa melihat makna dari pelajaran sekolah, dan menyimpannya. (Johnson dalam Hadi, 2005)

Sumber :

Hadi, S. 2005. Pendidikan Matematika Realistik. Tulip: Banjarmasin

Kamis, 05 Maret 2009

Fungsi Evaluasi Pendidikan

Bagi pendidik, secara didaktik evaluasi pendidikan itu setidak-tidaknya memiliki lima macam fungsi, yaitu :



1. Memberikan landasan untuk menilai hasil usaha (prestasi) yang telah dicapai oleh peserta didiknya.

Di sini, evaluasi dikatakan berfungsi memeriksa (= mendiagnose), yaitu memeriksa pada bagian-bagian manakah para peserta didik pada umumnya mengalami kesulitan dalam mengikuti proses pembelajaran, untuk selanjutnya dapat dicari dan ditemukan jalan keluar atau cara-cara pemecahannya. Jadi, di sini evaluasi mempunyai fungsi diagnostik.



2. Memberikan informasi yang sangat berguna, guna mengetahui posisi masing-masing peserta didik di tengah-tengah kelompoknya.

Dalam hubungan ini, evaluasi sangat diperlukan untuk dapat menentukan secara pasti, pada kelompok manakah kiranya seorang peserta didik seharusnya ditempatkan. Dengan kata lain, evaluasi pendidikan berfungsi menempatkan peserta didik menurut kelompoknya masing-masing, misalnya kelompok atas (= cerdas), kelompok tengah (= rata-rata), dan kelompok bawah (= lemah). Jadi, di sini evaluasi memiliki fungsi placement.



3. Memberikan bahan yang penting untuk memilih dan kemudian menetapkan status peserta didik.

Dalam hubungan ini, evaluasi pendidikan dilakukan untuk menetapkan, apakah seorang peserta didik dapat dinyatakan lulus atau tidak lulus, dapat dinyatakan naik kelas ataukah tinggal kelas, dapat diterima pada jurusan tertentu ataukah tidak, dapat diberikan bea siswa, ataukah tidak dan sebagainya. Dengan demikian, evaluasi memiliki fungsi selektif.



4. Memberikan pedoman untuk mencari dan menemukan jalan keluar bagi peserta didik yang memang memerlukannya.

Berlandaskan pada hasil evaluasi, pendidik dimungkinkan untuk dapat memberikan petunjuk dan bimbingan kepada para peserta didik, misalnya tentang bagaimana cara belajar yang baik, cara mengatur waktu belajar, cara membaca dan mendalami buku pelajaran dan sebagainya, sehingga kesulitan-kesulitan yang dihadapi oleh peserta didik dalam proses pembelajaran dapat diatasi dengan sebaik-baiknya. Dalam keadaan seperti ini, evaluasi dikatakan memiliki fungsi bimbingan.



5. Memberikan petunjuk tentang sudah sejauh manakah program pengajaran yang telah ditentukan telah dapat dicapai.

Di sini evaluasi dikatakan memiliki fungsi instruksional, yaitu melakukan perbandingan antara Tujuan Instruksional Khusus (TIK) yang telah ditentukan untuk masing-masing mata pelajaran dengan hasil-hasil belajar yang telah dicapai oleh peserta didik bagi masing-masing mata pelajaran tersebut, dalam jangka waktu yang telah ditentukan.



Adapun secara administratif, evaluasi pendidikan setidak-tidaknya memiliki tiga macam fungsi, yaitu :



1. Memberikan Laporan

Dalam melakukan evaluasi, akan dapat disusun dan disajikan laporan mengenai kemajuan dan perkembangan peserta didik setelah mereka mengikuti proses pembelajaran dalam jangka waktu tertentu. Laporan mengenai perkembangan dan kemajuan belajar peserta didik itu pada umumnya tertuang dalam bentuk Buku Laporan Kemajuan Belajar Siswa, yang lebih dikenal dengan istilan Rapor (untuk peserta didik pada pendidikan dasar dan pendidikan menengah), atau Kartu Hasil Studi (KHS), bagi peserta didik di lembaga pendidikan tinggi, yang selanjutnya disampaikan kepada orang tua peserta didik tersebut pada setiap catur wulan atau akhir semester.



2. Memberikan Bahan-bahan Keterangan (Data)

Setiap keputusan pendidikan harus didasarkan kepada data yang lengkap dan akurat. Dalam hubungan ini, nilai-nilai hasil belajar peserta didik yang diperoleh dari kegiatan evaluasi, adalah merupakan data yang sangat penting untuk keperluan pengambilan keputusan pendidikan dan lembaga pendidikan : apakah seorang peserta didik dapat dinyatakan tamat belajar, dapat dinyatakan naik kelas, tinggal kelas, lulus ataukah tidak lulus, dan sebagainya.



3. Memberikan Gambaran

Gambaran mengenai hasil-hasil yang telah dicapai dalam proses pembelajaran tercermin antara lain dari hasil-hasil belajar peserta didik setelah dilakukannya evaluasi hasil belajar. Dari kegiatan evaluasi hasil belajar yang telah dilakukan untuk berbagai jenis mata pelajaran misalnya, akan dapat tergambar bahwa dalam mata pelajaran tertentu (misalnya Bahasa Arab, matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam) pada umumnya kemampuan peserta didik masih sangat memprihatinkan. Sebaliknya, untuk mata pelajaran Pendidikan Moral Pancasila dan Ilmu Pengetahuan Sosial misalnya, hasil belajar siswa pada umumnya sangat menggembirakan. Gambaran tentang kualitas hasil belajar peserta didik juga diperoleh berdasar data yang berupa Nilai Ebtanas Murni (NEM), Indeks Prestasi Kumulatif (IPK) dan lain-lain.



Sumber :

Sudijono, Anas. 2005. Pengantar Evaluasi Pendidikan. Jakarta : RajaGrafindo Persada.

Selasa, 17 Februari 2009

Kelebihan dan Kekurangan E-Learning

Menyadari bahwa di internet dapat ditemukan berbagai informasi dan informasi itu dapat diakses secara lebih mudah, kapan saja dan dimana saja, maka pemanfaatan internet menjadi suatu kebutuhan. Bukan itu saja, pengguna internet bisa berkomunikasi dengan pihak lain dengan cara yang sangat mudah melalui teknik e-moderating yang tersedia di internet.

Dengan mengambil contoh SMART School di Malaysia, setiap introduksi suatu teknologi pendidikan tertentu yang baru seperti pemanfaatan internet, maka ada empat hal yang perlu disiapkan, yaitu :

a. Melakukan penyesuaian kurikulum. Kurikulum sifatnya holistik di mana pengetahuan, keterampilan dan nilai (values) diintegrasikan dengan kebutuhan di era informasi ini. Kurikulumnya bersifat competency-based curriculum.

b. Melakukan variasi cara mengajar untuk mencapai dasar kompetensi yang ingin dicapai dengan bantuan komputer.

c. Melakukan penilaian dengan memanfaatkan teknologi yang ada (menggunakan komputer, online assessment system), dan

d. Menyediakan material pembelajaran seperti buku, komputer, multimedia, studio, dan lain-lain yang memadai. Materi pembelajaran yang disimpan di komputer dapat diakses dengan mudah baik oleh guru maupun siswa


Pihak pengelola SMART School beranggapan bahwa penggunaan ICT khususnya internet bisa mendorong murid menjadi lebih aktif belajar (active learners), dimungkinkan adanya berbagai variasi yang dapat dilakukan dalam proses belajar dan mengajar, diperolehnya keterampilan yang berganda dan dicapainya efisiensi. Harian Sunday Star (30 Juni 2002) menyebut SMART School adalah contoh sekolah masa depan. Sekolah-sekolah percontohan dengan menggunakan perangkat teknologi informasi ini menjadi model yang dilaksanakan oleh berbagai negara. Di Singapura ada "Excellent School", di Thailand ada "Progressive School", di Filipina disebut "Pilot School", dan sebagainya. Di Indonesia, sekolah yang menggunakan teknologi informasi dalam proses belajar ini ternyata bisa menarik banyak siswa. Para orang tua juga cenderung mengirim anaknya ke sekolah yang demikian walaupun biayanya relatif lebih mahal dibandingkan sekolah lainnya yang tidak menggunakan teknologi informasi tersebut.

Dari berbagai pengalaman dan juga dari berbagai informasi yang tersedia di literatur, memberikan petunjuk tentang manfaat penggunaan internet, khususnya dalam pendidikan terbuka dan jarak jauh (Elangoan, 1999 ; Soekartawi, 2002 ; Mulvihil, 1997 ; Utarini, 1997), antara lain dapat disebutkan sebagai berikut :

* Tersedianya fasilitas e-moderating di mana guru dan siswa dapat berkomunikasi secara mudah melalui fasilitas internet secara reguler atau kapan saja kegiatan berkomunikasi itu dilakukan dengan tanpa dibatasi oleh jarak, tempat, dan waktu.

* Guru dan siswa dapat menggunakan bahan ajar atau petunjuk belajar yang terstruktur dan terjadwal melalui internet, sehingga keduanya bisa saling menilai sampai berapa jauh bahan ajar dipelajari.

* Siswa dapat belajar atau me-review bahan ajar setiap saat dan di mana saja kalau diperlukan mengingat bahan ajar tersimpan di komputer.

* Bila siswa memerlukan tambahan informasi yang berkaitan dengan bahan yang dipelajarinya, ia dapat melakukan akses di internet.

*Baik guru maupun siswa dapat melakukan diskusi melalui internet yang dapat diikuti dengan jumlah peserta yang banyak, sehingga menambah ilmu pengetahuan dan wawasan yang lebih luas.

* Berubahnya peran siswa dari biasanya pasif menjadi aktif.

* Relatif lebih efisien. Misalnya bagi mereka yang tinggal jauh dari perguruan tinggi atau sekolah konvensional, bagi mereka yang sibuk bekerja, bagi mereka yang bertugas di kapal, di luar negeri, dan sebagainya.

Walaupun demikan pemanfaatan internet untuk pembelajaran atau e-learning juga tidak terlepas dari berbagai kekurangan. Berbagai kritik (Bullen, 2001 ; Beam, 1997), antara lain dapat disebutkan sebagai berikut :

* Kurangnya interaksi antara guru dan siswa atau bahkan antar-siswa itu sendiri. Kurangnya interaksi ini bisa memperlambat terbentuknya values dalam proses belajar dan mengajar.

* Kecenderungan mengabaikan aspek akademik atau aspek sosial dan sebaliknya mendorong tumbuhnya aspek bisnis / komersial.

* Berubahnya peran guru dari semula menguasai teknik pembelajaran konvensional, kini juga dituntut mengetahui teknik pembelajaran yang menggunakan ICT.

* Siswa yang tidak mempunyai motivasi belajar yang tinggi cenderung gagal.

* Tidak semua tempat tersedia fasilitas internet (mungkin hal ini berkaitan dengan masalah tersedianya listrik, telepon, ataupun komputer)

* Kurangnya mereka yang mengetahui dan memiliki keterampilan soal-soal internet, dan

* Kurangnya penguasaan bahasa komputer.

Sumber :

Sokartawi. E-Learning untuk Pendidikan Khususnya Pendidikan Jarak-Jauh dan Aplikasinya di Indonesia. dalam Prawiradilaga, Dewi Salma dan Siregar, Eveline. 2007. Mozaik Teknologi Pendidikan. Universitas Negeri Jakarta : Kencana.