IMPLEMENTASI NILAI- NILAI ILAHIYAH DALAM PERKULIAHAN DI UNIVERSITAS GALUH CIAMIS

IMPLEMENTASI NILAI-NILAI ILAHIYAH

DALAM PERKULIAHAN DI UNIVERSITAS GALUH

Oleh: Toto

A.     Pendahuluan

Universitas Galuh diharapkan menjadi sebuah Universitas Unggul se-Priangan Timur. Harapan Universitas Galuh lainnya adalah tercipta kehidupan kampus  yang religius. Untuk terciptanya kehidupan kampus yang religius, maka nilai-nilai Ilahiyah harus dimiliki oleh mahasiswa,  dan merupakan salah satu karakteristik yang harus dimiliki oleh seluruh sivitas akademika Universitas Galuh.  Nilai-nilai Ilahiyah ini perlu ditanamkan kepada mahasiswa dalam perkuliahan, disamping  menanamkan ilmu pengetahuan sesuai dengan disiplin ilmunya.

Dosen memiliki tanggung jawab dalam penanaman jiwa keislaman, yakni peningkatan keimanan dan ketaqwaan sebagai dasar pengembangan bahan kajian, pengembangan ilmu pengetahuan, teknologi dan budaya. Dalam perkuliahan diharapkan  dosen mengarahkan pada internalisasi nilai-nilai Ilahiyah dan aktualisasinya sebagai etika sosial dalam kehidupan sehari-hari. Tentunya keimanan dan ketaqwaan itu diwujudkan dalam  bentuk  sikap adaptif, kritis, kreatif, kooperatif, produktf, dan kompetitif.

Suatu perkuliahan perlu didayagunakan sebagai alat untuk menciptakan pola pikir dan cara hidup yang benar.   Setiap disiplin ilmu harus  terkait dengan wilayah keyakinan dan sumber keyakinan seseorang. Beberapa karakteristik nilai yang dianggap pokok dan universal antara lain nilai kejujuran, tanggung jawab, disiplin, kerjasama, visioner, dan peduli (Rochman, 2010: 102).

Rochman (2010: 103) mengungkapkan bahwa ilmu merupakan bagian dari Islam dan hakikatnya bersumber dari Allah SWT.  Oleh karena itu, perkuliahan harus mengantarkan kepada kesadaran terhadap nilai kebaikan dan keselamatan. Kebaikan yang bersumber dari Allah SWT dalam perkuliahan akan membentuk akhlak mulia.

Kenyataan menunjukkan bahwa dalam perkuliahan di Universitas Galuh  belum menanamkan nilai-nilai Ilahiyah. Sebagai contoh kasus dalam perkuliahan Fisika untuk Biologi hanya berfokus pada penguasaan konsep fisika, sehingga perkuliahan Fisika kurang berkontribusi terhadap pembentukan sikap positip para mahasiswa dalam mengenali dan mengagungkan Sang Pencipta (Tuhan, Allah SWT) sebagai moral agama. Dengan menanamkan nilai-nilai Ilahiyah, tentu setiap perkuliahan disiplin ilmu memiliki kontribusi terhadap pembentukan sikap positif tersebut.  Permasalahan yang harus dicari solusinya adalah bagaimanakah mengimplementasikan nilai-nilai Ilahiyah dalam perkuliahan setiap disiplin ilmu?

B.     Nilai-nilai Ilahiyah

Kata Nilai (Inggris: value) dimaknai sebagai harga. Kata harga  memiliki tafsiran yang beragam ketika kata ini dihubungkan dengan suatu objek atau dipersepsi dari suatu sudut pandang tertentu. Dalam kehidupan terdapat harga menurut ilmu ekonomi, psikologi, sosiologi, antropologi, politik maupun agama, seperti harga dalam kegunaan barang (nilai ekonomis), keyakinan individu (nilai psikologis), norma sosial (nilai sosiologis), budaya (nilai antropologis), kekuatan atau kepentingan (nilai politis), dan keyakinan beragama (nilai agama).

Menurut Muhadjir (dalam Ardiansyah, 2012: 1 ) bahwa secara hierarkis nilai dapat dikelompokkan ke dalam dua macam, yaitu:  1) nilai-nilai Ilahiyah, yang terdiri dari  nilai ubudiyah dan nilai muamalah; 2) nilai etika insani, yang tediri dari nilai rasional, nilai sosial, nilai individual, nilai biofisik, nilai ekonomik, nilai politik, dan nilai estetik. Secara hakiki nilai Ilahiyah merupakan nilai yang memiliki dasar kebenaran yang paling kuat dibandingkan dengan nilai-nilai lainnya. Nilai ini bersumber dari kebenaran tertinggi yang datangnya dari Tuhan (Mulyana, 2004: 35). Sementara Ardiansyah (2011: 1) mengemukakan bahwa nilai Ilahiyah (nilai hidup etik religius) memiliki kedudukan vertikal lebih tinggi daripada nilai hidup lainnya.

C.     Implementasi Nilai-nilai Ilahiyah dalam Perkuliahan Fisika

Bagaimana mengimplementasikan nilai-nilai Ilahiyah dalam perkuliahan Fisika? Kita tahu bahwa fisika adalah ilmu pengetahuan yang paling mendasar, karena berhubungan dengan perilaku dan struktur benda. Bidang fisika biasanya dibagi menjadi gerak, fluida, kalor, bunyi, cahaya, listrik dan magnet, dan topik-topik modern seperti relativitas, struktur atom, fisika zat padat, fisika nuklir, partikel elementer dan  astrofisika  (Giancoli, 1998: 1-2).

Tujuan utama semua sains (termasuk fisika) umumnya dianggap merupakan usaha untuk mencari keteraturan dalam pengamatan manusia pada alam sekitarnya.  Banyak orang yang berpikir bahwa sains adalah proses mekanis dalam mengumpulkan fakta-fakta dan membuat teori. Hal ini tidak benar. Sains adalah suatu aktivitas kreatif yang dalam banyak hal menyerupai aktivitas kreatif pikiran manusia.

   Orang yang mempelajari fisika ia melakukan observasi dengan penuh perhatian agar dapat menjawab “bagaimana” suatu fenomena itu berlangsung. Alam semesta dan  proses-proses yang terjadi didalamnya seringkali dinyatakan sebagai ayat-ayat Allah (Baiquni, 1997: 6).  Memeriksa atau meneliti alam semesta dapat diartikan sebagai membaca ayatullah. Manusia diharuskan untuk mengenal alam sekelilingnya dengan baik, sebagaimana Allah SWT memerintahkan dalam ayat 101 surah Yunus: “Katakanlah : Perhatikanlah apa yang ada di langit dan di bumi .....”. Kegiatan fisika yang penting adalah observasi atau pengamatan terhadap bagian alam yang ingin kita ketahui sifat dan kelakuannya pada kondisi tertentu. Jadi aspek  penting yang pertama dalam fisika adalah pengamatan peristiwa. Namun, pengamatan memerlukan imajinasi, karena ilmuwan tidak akan pernah bisa memasukkan semuanya dalam satu deskripsi mengenai apa yang mereka amati. Dengan demikian, ilmuwan harus melakukan penilaian mengenai apa yang relevan dengan pengamatan mereka.

Dalam fisika sering dilakukan pengukuran besaran-besaran fisis sistem, seperti panjang, lebar,  jarak, berat, temperatur, kelajuan, kekakuan dan sebagainya. Setelah pengamatan, aspek  penting yang kedua dalam fisika adalah pengukuran. Kuantifikasi dilakukan semaksimal mungkin, sebab segala sesuatu akan menjadi kabur dalam fisika apabila hanya dinyatakan secara kualitatif saja. Apabila terdapat ungkapan “Angin bertiup sepoi-sepoi  basa”  ungkapan ini bukan merupakan pernyataan fisika melainkan puisi.  Pernyataan fisika harus seperti ini : “Udara mengalir dengan kecepatan 10 kilometer per jam dengan temperatur 22^o  C   dan kelembaban 85 persen. Di dalam Al Qur’an sendiri petunjuk itu dengan jelas dinyatakan dalam ayat 49 surah Al Qomar: “ Sesungguhnya Kami menciptakan segala sesuatu menurut ukuran.”

Aspek  penting yang ketiga dalam fisika adalah analisis terhadap data yang terkumpul dari berbagai pengukuran besaran-besaran fisis yang terkait yang dilakukan melalui proses pemikiran yang kritis. Kemudian dilanjutkan dengan evaluasi hasil-hasilnya dengan penalaran yang sehat untuk mencapai kesimpulan yang rasional.   

 Para ilmuwan terkemuka memandang kegiatan ilmiah sebagai bagian dari pengalaman beragama. Mereka tidak memisahkan kajian tentang alam dari pandangan dunia mereka yang religius. Sebagaimana Charles Towner pemegang hadiah Nobel Fisika (dalam Golshani, 2004: 8) menyatakan bahwa ia tidak membedakan sains dan agama, tetapi memandang penjelajahan alam semesta sebagai bagian dari pengalaman religius. Dengan demikian, kajian tentang alam demi mengungkapkan ayat-ayat Tuhan di alam semesta adalah sebentuk ibadah.

 Dengan mengaitkan nilai-nilai Ilahiyah ke wilayah akademik dalam perkuliahan diharapkan akan tercipta  lingkungan kampus yang religius.  Sains  yang dikuasi  mahasiswa harus sebagai alat yang dapat meningkatkan ketaqwaan mereka  kepada Allah SWT dan berjiwa/semangat Islami, tentu efektif dalam membangun masyarakat tauhid.  Oleh karena konsep tauhid ini menjadi prinsip paling dasar dari ajaran Islam (Kartanegara, 2005: 31). Sebagaimana juga dikemukakan Golshani (2004) bahwa dalam Islam, segala sesuatu berputar di sekitar poros tauhid.

D.    Penutup

Implementasi nilai-nilai Ilahiyah dalam perkuliahan Fisika yakni mengaitkan nilai-nilai ke-Tuhanan  dengan kajian-kajian  alam semesta,  merupakan pengalaman religius dan memiliki nilai ibadah. Nilai-nilai Ilahiyah ini dapat diimplementasikan  dalam setiap perkuliahan disiplin ilmu dengan tujuan untuk meningkatkan keimanan dan ketaqwaan para mahasiswa.

DAFTAR REFERENSI

Ardiansyah, M. A., 2011, Macam-macam Nilai dalam Islam. [Online]. Tersedia:

           http://www.asrori.com/2011/4/macam-macam-nilai-dalam-islam.html. [14

           Maret 2012]

Bagir, Z. A.,  2005,  Intergrasi Ilmu dan Agama:  Interpretasi dan Aksi, Bandung:

          Mizan

Baiquni, A., 1997,  Al Qur’an dan Ilmu Pengetahuan Kealaman, Yogyakarta: Dana

          Bhakti Prima Yasa

Giancoli, 1998, Fisika Jilid 1, Jakarta: Erlangga

Golshani, M., (Pen. Ahsin Muhammad)., 2004, Melacak Jejak Tuhan dalam Sains: 

           Tafsir Islami atas Sains, Bandung: Mizan

Kartanegara,  M.,  2005,  Integrasi Ilmu:  Sebuah Rekonstruksi Holistik,  Bandung:

          Arasy Mizan

Mulyana, R.,  2004, Mengartikulasikan Pendidikan Nilai, Bandung: Alfabeta

Rochman,  Ch., dan Setiawan, A,  2010. Pengembangan Pembelajaran Fisika Berbasis Nilai Agama Islam, Bandung Lampung: Prosiding Seminar Nasional Pendidikan III Unila

Baca lebih lengkap...

Khutbah Jum'at

Khutbah Pertama

إِنَّ الْحَمْدَ لِلَّهِ نَحْمَدُهُ وَنَسْتَعِيْنُهُ وَنَسْتَغْفِرُهْ وَنَعُوذُ بِاللهِ مِنْ شُرُوْرِ أَنْفُسِنَا وَمِنْ سَيِّئَاتِ أَعْمَالِنَا، مَنْ يَهْدِ اللهُ فَلاَ مُضِلَّ لَهُ وَمَنْ يُضْلِلْ فَلاَ هَادِيَ لَهُ. أَشْهَدُ أَنْ لاَ إِلَهَ إِلاَّ الله وَأَشْهَدُ أَنَّ مُحَمَّدًا عَبْدُهُ وَرَسُوْلُهُ. اَللَّهُمَّ صَلِّ عَلَى مُحَمَّدٍ وَعَلَى آلِهِ وَأَصْحَابِهِ وَمَنْ تَبِعَهُمْ بِإِحْسَانٍ إِلَى يَوْمِ الدِّيْنِ.

أَمَّا بَعْدُ؛

َيَا أَيُّهاَ الَّذِيْنَ ءَامَنُوا اتَّقُوا اللهَ حَقَّ تُقَاتِهِ وَلاَ تَمُوْتُنَّ إِلاَّ وَأَنتُمْ مُّسْلِمُوْنَ

Hadirin Sidang Jum’at yang dirahmati Alloh

            Pada kesempatan yang  baik ini, saya selaku khotib mengajak khususnya kepada diri sendiri dan umumnya kepada sidang Jum’at yang berbahagia.  Marilah kita tingkatkan ketaqwaan kita kepada Alloh S.W.T. dengan ketaqwaan yang sebenar-benarnya. Yaitu mengamalkan apa yang diperintahkan oleh-Nya dan Rosul-Nya shollollohu alaihi wa salam. Serta menjauhi apa yang dilarang oleh-Nya dan  rosul-Nya shollollohu alaihi wa salam. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada nabi kita Muhammad S.A.W., keluarganya, para sahabatnya, serta pengikutnya hingga akhir zaman.

Hadirin Sidang Jum’at yang dirahmati Alloh

            Perbedaan kita, manusia dengan mahluk lain adalah  kemampuan manusia  untuk berpikir. Kita senantiasa berpikir. La’alakum tatafakaruun {“supaya kamu berpikir)”.  Berpikir apa? Yaitu memikirkan kehidupan dunia dan akhirat. Bahwa kehidupan dunia bersifat sementara. Sedangkan kehidupan akhirat merupakan kehidupan yang kekal dan menjadi hari pembalasan.

            Terdapat banyak definisi berpikir. Dua diantaranya, Berpikir adalah kegiatan akal untuk mengolah pengetahuan  yang telah diterima melalui panca indera dan ditujukan untuk mencapai suatu kebenaran. Berpikir adalah penggunaan otak secara sadar untuk mencari  sebab, mempertimbangkan, memperkirakan, dan merefleksikan suatu subjek. Dan  tentu masih banyak definisi2 lain tentang berpikir.

Bagaimana fungsi otak kiri dan kanan?  Saya mengutip ungkapan Ippho Santosa, pakar otak kanan dalam bukunya 7 Keajaiban Rezeki (hal. 51),   perbedaan otak kiri dan otak kanan.  Kata beliau otak kiri itu berkaitan dengan hal-hal berikut:  rasional, terkait  I.Q, kognitif, logis, realistis, analitik, serial, linier, terencana, kausal, segmental, fokus, verbal, eksplisit, intrapersonal, dan motorik kanan. Sedangkan otak kanan berkaitan dengan hal-hal berikut: emosional, terkait E.Q., afektif, intuitif, imajinatif, artistik, kualitatif, spasial, paralel, lateral (acak), tak terencana, impulsif (spontan), holistik, difus, visual, implisit,  interpersonal, dan  motorik kiri.

Menurut Ippho Santosa bahwa pendidikan konvensioal mulai sekolah dasar sampai perguruan tinggi - selalu dan terlalu banyak memanjakan otak kiri. Hanya 10 % mata pelajaran yang mengasah otak kanan. Hanya pendidikan di Taman Kanak-Kanak yang masih menaruh perhatian otak kanan.

Kita tinjau para pemimpin, para pemimpin itu (menurut Ippho Santosa) adalah golongan  kanan, maksudnya orang yang  memfungsikan otak kanannya. Sebagai contoh seorang Pemimpin itu – mestinya lebih kreatif daripada pengikut; - lebih imajinatif, -lebih intuitif, -  lebih impulsif dan lebih lateral, - lebih berani menghadapi perubahan dan risiko, - lebih memandang keseluruhan (holistik), -lebih memahami tersirat (implisit), -lebih menguasai hubungan-hubungan (interpersonal).

Mudah-mudahan Alloh SWT memberikan kemampuan-kemampuan tersebut di atas kepada para pemimpin kita, sehingga mereka benar-benar menjadi pimpinan yang amanah sesuai dengan dengan firman Alloh QS Al Anbiya: 73 yang artinya “Kami telah menjadikan mereka itu sebagai pemimpin-pemimpin yang memberi petunjuk dengan perintah Kami dan telah Kami wahyukan kepada mereka, mereka mengerjakan kebajikan, mendirikan sholat, menunaikan zakat, dan hanya kepada Kamilah mereka selalu menyembah.”

Hadirin Sidang Jum’at yang dirahmati Alloh

Sekarang saya contohkan bagaimana cara menikah golongan kiri (yang memfungsikan otak kiri). Tentunya ini buat para pemuda. Langkah-langkahnya sebagai berikut: berkenalan, pendekatan, pacaran,  punya pekerjaan tetao, punya kendaraan, punya rumah, punya isi rumah, tunangan, lamaran, menentukan hari baik, seserahan, menyebar undangan, akad nikah, resepsi dari pihak keluarga istri, resepsi dari pihak keluarga suami, bulan madu.  Bandingkan dengan cara menikah orang kanan (yang memfungsikan otak kanan) dan yang dianjurkan agama. Ya   , Langkahnya cukup kenalan, lamaran dan akad nikah. Selesai. Tentu cara ini adalah cepat, hemat dan tepat sasaran. Banyak para pemuda yang takut menikah hanya gara-gara tidak punya ini dan itu. Lagi pula bukan main pemborosan pernikahan yang telah kita lakukan selama ini atas  nama adat, kebiasaan, tidak mau kalah dan peristiwa sekali seumur hidup. Untuk undangan dan resepsi puluhan juta siap untuk dihambur-hamburkan. Giliran untuk umroh dan haji, alasannya tidak punya uang. Mudah-mudah ini menjadi bahan renungan kita bersama, para pemuda dan kita para orang tua.

Hadirin Sidang Jum’at yang dirahmati Alloh

Khusus bagi para mahasiswa, setelah lulus Anda jangan mengandalkan menjadi PNS.  Rintis dan latihlah sejak sekarang menjadi pengusaha. Lihat seorang  Chairul Tanjung (Si Anak Singkong). Beliau seorang alumnus kedokteran  gigi  yang menjadi salah seorang konglomerat Indonesia. Ketika menjadi seorang mahasiswa beliau memfoto copy bahan-bahan perkuliahan yang kemudian dijual kepada teman-temannya. Tentu banyak cara-cara lain untuk melatih Anda menjadi pengusaha.

Nabi Muhammad itu pengusaha. Tepatnya pedagang. Bahkan lebih lama menjadi pedagang daripada menjadi nabi. Istri kesayangan Nabi juga pedagang. Demikian juga banyak para sahabat yang menjadi pedagang.

Islam sangat menganjurkan perdagangan. Salah satu wasiat penting Nabi : ”Berdaganglah engkau, karena sembilan dari sepuluh pintu rizki itu berada dalam  perdagangan.”  Mudah-mudahan dari Unigal muncul pengusaha-pengusaha tangguh, tentunya pengusaha yang sholeh.

Hadirin Sidang Jum’at yang dirahmati Alloh

Berapa jumlah kaum Yahudi di muka bumi ini? Hanya belasan juta jiwa saja. Tetapi, mereka hampir-hampir berhasil memegang tengkuk Amerika dan Eropa. Kenapa demikian? Karena kaum Yahudi itu memegang Simpul Perdagangan.

Barokallahu lii wa lakum,

Khutbah Kedua

      

اَلْحَمْدُ لِلَّهِ الَّذِيْ هَدَانَا لِهَذَا وَمَا كُنَّا لِنَهْتَدِيَ لَوْ لاَ أَنْ هَدَانَا اللهُ. أَشْهَدُ أَنَّ لاَ إِلَهَ إِلاَّ الله وَحْدَهُ لاَ شَرِيْكَ لَهُ. وَأَشْهَدُ أَنَّ مُحَمَّدًا عَبْدُهُ وَرَسُوْلُهُ. اَللَّهُمَّ صَلِّ عَلَى مُحَمَّدٍ وَعَلَى آلِهِ وَأَصْحَابِهِ وَمَنْ تَبِعَهُمْ بِإِحْسَانٍ إِلَى يَوْمِ الدِّيْنِ. أَمَّا بَعْدُ؛

فَيَا أَيُّهَا الْمُؤْمِنُوْنَ، اِتَّقُوا اللهَ تَعَالَى حَقَّ تُقَاتِهِ، وَاعْلَمُوْا أَنَّ اللهَ وَمَلاَئَكَتَهُ يُصَلُّوْنَ عَلَى النَّبِيِّ، صَلُّوْا عَلَيْهِ وَسَلِّمُوْا تَسْلِيْمًا. اَللَّهُمَّ صَلِّ وَسَلِّمْ عَلَى مُحَمَّدٍ وَعَلَى آلِهِ وَصَحْبِهِ وَالتَّابِعِيْنَ أَجْمَعِيْنَ بِرَحْمَتِكَ يَا أَرْحَمَ الرَّاحِمِيْنَ. اَللَّهُمَّ اغْفِرْ لِلْمُؤْمِنِيْنَ وَالْمُؤْمِنَاتِ وَالْمُسْلِمِيْنَ وَالْمُسْلِمَاتِ اْلأَحْيَاءِ مِنْهُمْ وَاْلأَمْوَاتِ. اَللَّهُمَّ أَرِنَا الْحَقَّ حَقًّا وَارْزُقْنَا اتِّبَاعَهُ، وَأَرِنَا الْبَاطِلَ باَطِلاً وَارْزُقْنَا اجْتِنَابَهُ. رَبَّنَا لاَ تُزِغْ قُلُوْبَنَا بَعْدَ إِذْ هَدَيْتَنَا وَهَبْ لَنَا مِن لَّدُنْكَ رَحْمَةً إِنَّكَ أَنتَ الْوَهَّابُ. رَبَّنَا آتِنَا فِي الدُّنْيَا حَسَنَةً وَفِي الآخِرَةِ حَسَنَةً وَقِنَا عَذَابَ النَّارِ. وَالْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ الْعَالَمِيْنَ.

عِبَادَ اللهِ، إِنَّ اللهَ يَأْمُرُكُمْ بِالْعَدْلِ وَاْلإِحْسَانِ وَإِيتَآءِ ذِي الْقُرْبَى وَيَنْهَى عَنِ الْفَحْشَآءِ وَالْمُنكَرِ وَالْبَغْيِ يَعِظُكُمْ لَعَلَّكُمْ تَذَكَّرُوْنَ. فَاذْكُرُوا اللهَ الْعَظِيْمَ يَذْكُرْكُمْ وَاشْكُرُوْهُ عَلَى نِعَمِهِ يَزِدْكُمْ وَلَذِكْرُ اللهِ أَكْبَرُ.

Baca lebih lengkap...

LISTRIK STATIK

 

Kita tentu tidak asing dengan kata “listrik.” Listrik memainkan peranan yang sangat penting dalam kehidupan. Berbagai aspek kehidupan memerlukan energi listrik. Namun dalam pikiran kita tidak pernah terlintas pertanyaan  apakah listrik itu? Apalagi istilah listrik statik dan listrik dinamik.

Kata listrik (electricity) berasal dari kata Yunani yaitu electron (elektron) yang berarti “amber”. Amber adalah damar pohon yang membatu. Jika amber digosok dengan kain wol, maka amber dapat menarik daun-daun kecil. Sepotong plastik (misalnya penggaris) atau kaca, jika digosok dengan kain wol, maka plastik atau kaca itu akan menunjukkan “efek amber” yang disebut listrik statik.

  

Muatan Listrik

Apakah muatan listrik itu? Apa jenis muatan listrik? Bagaimana jika dua jenis muatan listrik saling berdekatan? Sebagai bahan dalam menjawab pertanyaan ini, Anda lakukan kegiatan di bawah. 

                                                  

Kegiatan  1

          Gantungkan sebuah penggaris plastik dengan tali. Gosoklah penggaris dengan kain wol sehingga bermuatan listrik. Gosok penggaris kedua dengan cara yang sama. Dekatkanlah penggaris kedua dengan penggaris plastik yang tergantung.   Amatilah apa yang terjadi?

Gambar 1 Penggaris plastik tergantung pada tali

Kegiatan   2

Gosoklah sebatang kaca dengan kain wol sehingga bermuatan listrik.  Gosok batang kaca kedua yang tergantung pada tali dengan cara yang sama.  Dekatkanlah batang kaca bermuatan yang pertama dengan batang kaca  kedua  yang tergantung. Amati apa yang terjadi? Jika batang kaca pertama didekatkan pada penggaris plastik bermuatan yang tergantung pada tali,  apa yang terjadi?  Lakukan kegiatan-kegiatan tadi dengan menggunakan kain panel.  Bandingkan hasil kedua kegiatan itu ketika digosok dengan kain wol dan ketika digosok dengan kain panel!

Berdasarkan kedua kegiatan di atas,  apa yang dapat Anda simpulkan tentang muatan listrik dan jenis muatan listrik? Ketika Anda menggosok sebatang penggaris plastik dengan kain wol, maka penggaris plastik itu menjadi “bermuatan” atau “termuati”, dan dikatakan penggaris itu memiliki muatan listrik.

Ketika penggaris plastik digosok dengan kain wol,   plastik mendapatkan muatan negatif dan kain wol mendapatkan muatan positif dengan jumlah yang sama. Muatan-muatan tersebut terpisah, tetapi jumlah keduanya adalah tetap. Hukum kekekalan muatan listrik menyatakan bahwa: jumlah total muatan listrik yang dihasilkan pada setiap proses adalah tetap.

Benyamin Franklin (1706-1790) menentukan muatan pada batang kaca yang   digosok   dengan kain wol adalah   muatan positif.  Muatan pada penggaris plastik yang digosok dengan kain wol adalah muatan negatif. Dengan demikian bahwa terdapat dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif.

Bagaimana jika kedua muatan itu saling berdekatan?  Untuk menjawab pertanyaan ini, lihat jawaban  Anda pada kegiatan (2)  di atas. Ternyata dua muatan yang sama jika saling didekatkan, tolak menolak dan dua muatan yang berbeda, tarik menarik.

Muatan Listrik dalam Tubuh

Apakah dalam tubuh kita terdapat muatan listrik?  Tubuh manusia terdiri atas atom. Atom  merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang mempertahankan karakteristik kimiawi dari unsur tersebut (Cree, 2006: 73).  Atom memiliki inti bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan listrik, dikelilingi oleh satu atau lebih elektron bermuatan negatif.

Besar muatan proton dan elektron adalah sama, tetapi jenisnya berlawanan. Atom netral memiliki jumlah proton dan elektron yang sama. Satu atom dapat kehilangan satu atau lebih elektron, kadang-kadang juga mendapatkan tambahan elektron. Dalam hal ini atom akan mempunyai kelebihan muatan positif atau negatif yang disebut ion.

Tubuh manusia terdiri atas sel-sel. Bagaimana konsentrasi ion di  dalam sel dan di luar sel?  Gabriel (1996: 205) mengemukakan bahwa ion  di dalam sel lebih negatif daripada di luar sel berkisar 60-90mV. Sel mempunyai lapisan yang disebut membran sel. Di dalam sel terdapat ion Na⁺, K⁺, Cl^- dan protein (A). Sel mempunyai kemampuan memindahkan ion dari satu sisi ke sisi lain. Kemampuan sel ini disebut aktivitas kelistrikan sel (Gabriel, 1996: 206).

Dalam keadaan normal, konsentrasi ion Na⁺ lebih besar di luar sel daripada di dalam sel. Dalam keadaan demikian, potensial di dalam sel relatif negatif dibandingkan  dengan potensial di luar sel, disebut potensial membran  negatif.  Apabila konsentrasi ion Na⁺ terdapat lebih banyak di dalam sel daripada di luar sel, maka perbedaan potensial listrik di dalam sel  lebih  positif daripada  di luar sel. Keadaan ini disebut potensial membran  positif.

Suatu membran otot dalam keadaan istirahat (tidak ada proses konduksi impuls listrik), konsentrasi ion Na⁺ lebih banyak di luar sel daripada di dalam sel. Perbedaan potensial mencapai -90mV. Apabila suatu rangsangan terhadap membran dengan menggunakan listrik, maka butir-butir membran akan berubah dan beberapa ion Na⁺  akan masuk dari luar ke dalam sel. Potensial di dalam sel menjadi kurang negatif daripada di luar sel dan potensial membran akan meningkat. Keadaan membran ini disebut depolarisasi.

Suatu muatan listrik memberikan kakas pada muatan listrik yang lain. Faktor-faktor apa yang mempengaruhi besar kakas ini? Untuk menjawab pertanyaan ini, fisikawan Perancis Charles Coulomb (1736-1806) menyelidiki kakas listrik pada 1780-an dengan menggunakan torsi (neraca) seperti pada Gambar 2

Gambar 2   Diagram Skematik

                                                 Percobaan Coulomb

Gaya  yang  diberikan  suatu benda bermuatan listrik pada benda kedua yang juga bermuatan listrik sebanding    dengan    hasil   kali    besar  muatan   Q₁   dengan  muatan Q₂  dan berbanding  terbalik  dengan  kuadrat jarak r antara kedua muatan tersebut: 

F = k                                                             (1)

           

F = gaya elektrostatik (newton atau N)

k = konstanta pembanding = 9x10⁹   Nm²/C²

Q₁ dan Q₂ = muatan listrik pertama dan  kedua (dalam coulomb atau C)

                   

Gaya elektrostatik antara dua buah muatan sejenis adalah tolak menolak. Gaya elektrostatik  antara dua buah muatan tidak sejenis adalah  tarik menarik.  Muatan yang dihasilkan dengan menggosok benda (seperti sisir atau penggaris plastik) sekitar satu microcoulomb (1µC =10 ^-6 C) atau lebih kecil  lagi.   Besar  muatan   pada     satu elektron  telah  ditetapkan   sekitar   1,602x10^-19 C, dan bertanda negatif. Ini merupakan muatan terkecil yang diketahui,  diberi simbol e dan sering disebut sebagai muatan elementer.  e = 1,602 x 10^-19 C. e didefinisikan sebagai angka positif, sehingga muatan elektron adalah –e.

Contoh Soal 1:

Tentukan besar gaya listrik pada elektron dalam atom hidrogen yang diberikan oleh satu proton   (Q =+e) yang merupakan intinya. Anggap elektron mengorbit proton pada jarak rata-rata r = 0,53 x10^-10 m.

Penyelesaian:

Q₁ = Q₂ = 1,6x10^-19 C

r =  0,53x10^-10 m

k = 9,0x10⁹    Nm²/C²                        

 F = k      

    = (9,0x10⁹)                            

     = 8,2x10^-8 N

Catatan: Gaya elektrostatik memiliki nilai yang sangat kecil, bandingkan dengan gaya gravitasi yang mempunyai nilai konstanta G = 6,67x10^-11 Nm²/kg². Oleh karena nilai G sangat kecil, maka kita sering tidak menyadari adanya kakas antara benda-benda.

Arah gaya pada elektron menuju proton, karena muatan-muatan tersebut memiliki     tanda      yang    berlawanan sehingga kakas  bersifat tarik menarik.

Medan Listrik

Apakah medan listrik itu? Telah diketahui  terdapat beberapa spesies ikan yang memiliki organ penghasil medan listrik. Black Ghost atau Apteronotus albifrons, ikan asal sungai Amazon,  Rio Paraguay adalah jenis ikan listrik (electric fishes). Ikan ini mampu menghasilkan tegangan listrik 1 volt.

Gambar 3.3  Ikan black Gost

Sumber: http://0-fish.com/

Belut listrik adalah jenis ikan listrik yang panjangnya  6,6 kaki (sekitar 2 m), hidup di Amazon. Dalam http://www.harunyahya.com/dikemukakan bahwa dua pertiga tubuh ikan ini tertutup alat listrik yang mempunyai sekitar 5000 hingga 6000 titik listrik.  Ikan-ikan itu dapat menghasilkan arus listrik sekitar 2 ampere.

                                    Gambar 4 fish-electricalfield

                                    Sumber: http://www.harunyahya.com/

      

Ikan ini menghasilkan muatan listrik dalam suatu alat khusus di ekornya. Muatan listrik yang dipancarkan melalui ribuan pori-pori menghasilkan medan listrik di sekitarnya. Medan listrik ini sebagai senjata melindungi dirinya dari serangan musuh, dan sebagai senjata dalam memburu mangsa.

Michael Faraday (1791-1867) menggambarkan bahwa suatu muatan listrik menghasilkan medan listrik E di setiap titik di dalam ruang. Gambar 3.5  menunjukkan medan listrik dalam sebuah muatan positif Q. Ketika muatan kedua diletakkan  dekat muatan pertama, maka muatan kedua itu akan merasakan gaya yang disebabkan oleh adanya medan listrik di tempat itu. Medan listrik pada lokasi muatan kedua dianggap berinteraksi langsung dengan muatan ini untuk menghasilkan gaya.

Gambar   5 Medan Listrik

Medan  listrik E di setiap titik pada ruang didefinisikan sebagai gaya F yang diberikan  pada muatan uji  positif  yang  kecil pada titik tersebut dibagi dengan besar muatan uji q.              

             E =                                                                          (2)

E = kuat medan lsitrik (N/C)                          

F = gaya elektrostatik (N)                                                 

q = muatan uji listrik (C )

Dari definisi  E =   ,  medan listrik pada semua titik pada ruang  merupakan vektor,  arahnya adalah arah gaya  pada  muatan “uji” positif di titik itu, besarnya adalah gaya per satuan muatan. Dengan demikian E diukur dalam satuan newton per coulomb (N/C).  

Untuk situasi sederhana yang melibatkan satu atau beberapa muatan titik, dapat dihitung berapa kira-kira besar E. Medan listrik E pada jarak r dari titik Q adalah :   

  E = k                                   

     

   E = k                                                                               (3)

                                                                                                      

Berdasarkan persamaan (3.3) dikatakan bahwa  E tidak bergantung pada q, tetapi E hanya bergantung pada muatan Q yang menghasilkan medan tersebut, bukan pada nilai muatan “uji” q (karena dalam hal ini muatan listrik yang menghasilkan medan listrik adalah muatan Q).

      

Contoh Soal  2:

Hitung  besar  medan listrik  pada titik P yang  terletak 30 cm  di  sebelah   kanan muatan titik  Q = -3,0 x10^-6 C 

Penyelesaian:            

   E = k   

      =(9,0x10⁹)    

      

      = 3,0  x 10⁵ N/C

Penjalaran Impuls Listrik

Bagaimana penjalaran sinyal listrik dalam mahluk hidup?  Pada ikan listrik, kegiatan sehari-hari disampaikan melalui sinyal listrik, misalnya menyampaikan informasi jenis kelamin, usia, menentukan posisi lawannya.

      Gambar   6  Seekor ikan listrik menentukan kedudukan ikan 

                           lainnya melalui sinyal

                          Sumber: http://www.harunyahya.com/

Sistem saraf sangat penting untuk mengkoordinir fungsi-fungsi tubuh. Manusia dapat melakukan tindakan harmonis dalam kehidupan sehari-hari,  misalnya  berjalan,  berlari, menulis dan melakukan kegiatan fisik yang   disadari    berkat   adanya  sistem saraf.

Sistem saraf berfungsi sebagai pengatur dan pengontrol kegiatan tubuh. Sistem saraf terdiri atas sistem saraf somatis dan sistem   saraf   otonom.   Sistem     saraf  somatis terbagi menjadi dua yaitu sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi.

Gambar 7   Sistem saraf

Sistem saraf otonom terdiri atas dua sistem yaitu sistem saraf simpatis dan sistem saraf parasimpatis. Sistem saraf otonom penting untuk kehidupan individu, membantu sistem hormon, sebagai unsur kontrol dan komunikasi homeostasis serta kerjanya tidak disadari.

Struktur dasar sistem saraf disebut neuron atau sel saraf. Sel mempunyai lapisan yang disebut membran. Suatu cairan aksoplasma yang terbungkus  membran disebut akson (axon). Akson ini serupa kabel yang meneruskan sinyal dalam bentuk impuls dari satu poin ke poin lainnya dalam sistem syaraf. Fungsi aliran listrik adalah membawa pesan atau informasi melalui akson tadi.

Suatu sel saraf mempunyai fungsi menerima, menginterpretasikan dan menghantarkan aliran listrik. Serabut saraf yang berdiameter besar memiliki kemampuan menghantarkan impuls lebih cepat daripada serabut saraf yang berdiameter kecil. 

Dalam tubuh, salah satu isolator yang sangat menonjol adalah myelin. Myelin merupakan suatu isolator yang baik dan memiliki kemampuan mengalirkan listrik sangat rendah. Selaput myelin memisahkan satu sel saraf atau neuron dengan sel  saraf lain dan memisahkan saraf dari cairan dan jaringan tubuh.

Gaya Listrik pada Biologi Molekuler san Struktur DNA

Studi mengenai struktur dan fungsi sel hidup pada tingkat molekuler disebut biologi molekuler. Bidang ini penting untuk penerapan konsep-konsep fisika.  Sel bagian dalam terutama terdiri atas air, larutan molekuler yang luas terus bergerak (seperti pada teori kinetik), yang saling bertumbukan dengan energi kinetik yang beragam besarnya.

Molekul-molekul dalam sel berinteraksi satu sama lain dengan bebagai cara reaksi kimia (membentuk dan memutus ikatan antar atom) dan interaksi atau penggabungan yang lebih singkat, terjadi karena adanya tarik menarik antar molekul. Banyaknya proses terjadi di dalam sel dianggap sebagai akibat dan gerak molekul yang acak ditambah  efek penyusunan gaya elektrostatik.

Informasi genetik yang diteruskan dari  generasi  ke generasi semua  benda hidup      terdapat     dalam   kromosom, tersusun atas gen-gen. Setiap gen berisi informasi yang diperlukan untuk menghasilkan jenis molekuler protein tertentu.

Informasi genetik yang ada pada gen dibentuk menjadi molekul inti pada kromosom, yaitu DNA (deoxyribonucleic acid). Molekul DNA terdiri atas  rangkaian panjang molekul-molekul kecil yang dikenal sebagai basa nukleotid. Terdapat empat jenis basa: adenine (A), cystosine (C), guanine (G), dan thymine (T).

DNA pada kromosom umumnya terdiri atas dua rangkaian yang panjang saling melilit dengan bentuk “heliks ganda” (gambar 1.5). Kedua rangkaian diikat oleh kakas  elektrostatis – yaitu oleh kakas tarik menarik antara muatan positif dan negatif.

Gambar  8  Bagian Dari DNA

            heliks  ganda

Gambar  9  Menunjukkan  A dan T; G dan C

saling tarik menarik

                                                      Sumber:  Giancoli (2005)

Sebuah adenine (A) pada suatu rangkaian selalu berseberangan dengan thymine  (T)    para    rangkaian   yang   lain. Dengan cara yang sama, sebuah guanine (G) selalu berseberangan dengan sebuah cystosine (C). Hal ini terjadi karena bentuk keempat molekul A, T, C dan G adalah sedemikian rupa sehingga T hanya bisa berdekatan dengan A, G dengan C, dan hanya pada kasus  kedekatan  bagian yang bermuatan inilah gaya elektrostatis cukup  besa r untuk mengikatnya bahkan untuk waktu yang singkat sekalipun membentuk “ikatan lemah”.

Gaya elektrostatik antara A dan T, antara C dan G, karena molekul-molekul ini mempunyai bagian-bagian yang bermuatan yang disebabkan oleh beberapa elektron pada masing-masingnya yang menghabiskan waktu lebih lama untuk mengorbit satu atom dibandingkan dengan yang lainnya. Sebagai contoh, elektron yang normalnya ada pada atom H di adenine menghabiskan sebagian waktunya mengorbit atom N yang bersebelahan, sehingga N memiliki muatan negatif total dan H mempunyai muatan positif. Atom H⁺  dari adenine (A) ini kemudian tertarik ke atom O^- pada thymin (T).

Hal ini terjadi ketika kromosom membentuk replikasi (duplikasi) dari dirinya sendiri persis sebelum pembagian sel. Susunan A berseberangan dengan T, dan G berseberangan dengan C meyakinkan bahwa informasi genetik diteruskan dengan akurat ke generasi selanjutnya.

Kedua rangkaian DNA berpisah (dengan pertolongan enzim, yang juga beroperasi melalui gaya elektrostatik), meninggalkan bagian yang bermuatan dari basa terbuka. Tanpa merinci duplikasi dimulai, susunan basa yang terjadi dengan memfokuskan perhatian pada molekul G yang ditunjukkan dengan tanda panah di rangkaian yang paling rendah (Gambar 9).

Terdapat banyak basa nukleotida yang tidak terikat dari keempat jenis yang terus bergerak pada fluida seluler. Satu-satunya basa yang akan mengalami tarikan ke G, jika bergerak mendekatinya, akan merupakan jenis C. Muatan-muatan pada tiga basa yang lain tidak tersusun sehingga tidak dapat mendekat   ke  muatan-muatan  pada  G. Dengan demikian tidak aka ada gaya tarik yang cukup besar yang bekerja pada muatan-muatan tersebut, mengingat bahwa gaya berkurang dengan cepat terhadap   jarak.  Karena G hampir tidak menarik A, T atau C sama sekali, maka A, T atau G akan disingkirkan oleh tumbukan dengan molekul-molekul lain sebelum enzim dapat mengikat C ke ujung rangkaian baru yang tumbuh.

Gaya elektrostatik tidak hanya mengikat kedua rangkaian. Gaya elektrostatik juga bekerja untuk memilih basa dengan urutan yang benar selama  replikasi, sehingga informasi genetik diteruskan dengan akurat ke generasi berikutnya.

  

Potensial dan Beda Potensial Listrtik

Sebuah titik (kecil) bermuatan positif q diletakkan pada titik b  sangat dekat ke pelat (keping logam) positif. Apabila muatan tersebut dilepaskan, gaya listrik akan melakukan kerja pada muatan, dan mempercepatnya menuju pelat negatif. Dalam proses ini, energi kinetik partikel bermuatan tersebut akan bertambah. Energi potensial akan menurun dengan besar yang sama dengan kerja negatif yang dilakukan oleh gaya listrik. 

Sesuai dengan kekekalan energi, energi potensial listrik diubah menjadi energi listrik, dan energi total tetap kekal. Muatan positif q memiliki energi potensial terbesar pada titik b, sangat dekat pelat positif, sehingga (EP_b – Ep_a) > 0. Kebalikannya berlaku untuk muatan negatif: energi potensialnya terbesar di dekat pelat negatif.

Potensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial per satuan muatan. Potensial listrik dinyatakan dengan simbol V. Jika titik muatan q memiliki energi potensial listrik EP_a pada titik a, potensial listrik V_a pada titik ini adalah:

        EP_a

V_a = __                                                                     (4)                             

          q

Selisih energi potensial EP_a – EP_b, sama dengan negatif dari kerja W_ba yang dilakukan oleh gaya listrik untuk memindahkan muatan dari titik b ke titik a.

Beda potensial V_ba adalah  sebesar:

                       W_ba

V_{ba =} V_b - V_a =   __                                                   (5)

                        q

Satuan potensial listrik dan beda potensial adalah joule/coulomb dan diberikan      nama       khusus    volt  , untuk menghormati Alessandro Volta (1745-1827).Volta   dikenal    sebagai    penemu    baterai listrik. Volt disingkat V, sehingga 1 V= 1 J/C.

Pelat positif  berada pada potensial yang lebih tinggi dari pelat negatif, berarti benda yang bermuatan positif bergerak secara alami dari potensial tinggi ke potensial rendah. Muatan negatif melakukan yang sebaliknya. Beda potensial,  karena diukur dalam volt disebut voltase atau tegangan.

Potensial V_a pada titik a bergantung pada potensial yang ditetapkan sebagai nol. Titik nol untuk potensial listrik pada situasi tertentu dapat dipilih sembarang, karena hanya selisih energi potensial yang dapat diukur. Potensial listrik didefinisikan  sebagai energi potensial per satuan muatan. Perubahan energi potensial muatan q ketika berpindah diatara dua titik a dan b adalah:

ΔEP = EP_b – EP_a = qV_ba                            (6)

Apabila sebuah benda bermuatan q    bergerak melewati beda potensial V_ba,  energi  potensialnya berubah sebesar qV_ba.

Contoh Soal  3_:

Sebuah  elektron ( e = -1,6 x 10^-19 C) dalam tabung Televisi dipercepat dari keadaan diam melalui beda potensial 5000 V. Berapakah perubahan energi potensial elektron?

Penyelesaian:.

ΔEp = qV  = (-1,6 x10^-19) x 5000

        = -8,0 x10^-16 J

Kegiatan    3

Melalui kegiatan ini diharapkan Anda dapat mengukur beda potensial pada rangkaian terbuka dan tertutup.  Alat dan bahan yang disediakan adalah: baterai, Voltmeter, sakelar, lampu, dan kabel  (masing-masing 1 buah).

1.      Gambarlah sketsa rangkaian   untuk mengukur beda potensial pada rangkaian terbuka dan tertutup?

2.      Pada saat sakelar terbuka, amatilah besar beda potensial yang tertera pada voltmeter! Catatlah hasilnya!

3.      Hubungkan sakelar dalam rangkaian tersebut!

4.      Pada saat sakelar tersambung, amatilah besar beda potensial yang tertera dalam voltmeter! Catatlah hasilnya!

5.      Bandingkan hasil keduanya pengukuran tersebut!

6. Apakah ada perbedaan hasil diantara kedua pengukuran tersebut?

Dipol Listrik

Dua titik muatan Q yang sama, tetapi jenisnya berlawanan dan terpisah dengan jarak L yang sangat kecil disebut dipol listrik.   Kedua muatan membentuk sebuah dipol listrik.   

Bagaimana potensial listrik pada sembarang titik P yang disebabkan oleh dipol listrik? Jumlah potensial V yang disebabkan oleh masing-masing muatan, diperoleh:

V =   +  

    = kQ ( - )

maka:

V  = kQ                                                           (7)

r adalah jarak dari P ke muatan positif dan r+Δr adalah jarak ke muatan negatif.

Dari persamaan di atas,  potensial menurun terhadap kuadrat jarak dipol. Untuk satu muatan titik potensial menurun terhadap pangkat satu dari jarak.

Potensial berkurang lebih cepat untuk dipol; kedua muatan yang sama tetapi berlawanan jenis tersebut tampak demikian dekat satu sama lain, sehingga cenderung saling menetralkan.

Penyimpanan Energi Listrik

Sebuah  kapasitor yang bemuatan menyimpan energi potensial listrik. Energi yang tersimpan pada kapasitor akan sama dengan kerja yang dilakukan untuk memuatinya. Efek total pemuatan kapasitor adalah memindahkan muatan dari satu pelat dan menambahkannya ke pelat lain. Inilah yang dikerjakan baterai ketika dihubungkan ke kapasitor. Kapasitor tidak langsung bermuatan.

Ketika terdapat beberapa muatan pada masing-masing pelat, diperlukan kerja untuk menambahkan lebih banyak muatan dengan jenis yang sama, Semakin banyak muatan  pada pelat, maka semakin besar kerja yang dibutuhkan untuk menambahnya. Kerja yang dibutuhkan untuk menambah muatan Δq, ketika beda potensial antar pelat  V, adalah ΔW = VΔq.

Ketika kapasitor tidak bermuatan, tidak dibutuhkan kerja untuk memindahkan sedikit muatan yang pertama. Bagaimana pun, pada akhir proses pemuatan, kerja yang dibutuhkan untuk menambah muatan Δq sama dengan VΔq.  Tegangan kapasitor  sebanding dengan berapa banyak muatan yang telah diakumulasinya, sehingga tegangan bertambah selama proses pemuatan dari nol ke nilai akhir Vf.

Kerja W total yang dilakukan akan ekivalen dengan memindahkan semua muatan Q sekaligus melalui tegangan yang sama dengan tegangan rata-rata selama proses tersebut.

Tegangan rata-rata adalah (Vf -0)/2 = Vf/2, sehingga :             

        W = Q                                                                (8)

                 

Dengan demikian diperoleh bahwa energi U yang tersimpan pada kapasitor adalah:

        U =    QV                                                            (9)

U = energi

V = beda potensial antara pelat-pelat 

Q =  muatan pada setiap pelat

Karena Q = CV, maka diperoleh:

       U=    CV²                                                             (10)

Contoh Soal  4:

Sebuah lampu kilat kamera menyimpan energi pada kapasitor 150 µF pada 200V. Berapa energi yang dapat disimpan?

Penyelesaian:

U =   CV²

      = ½ (150x10^-6) (200)²

      =  3,0 J

Elektrokardiogram (EKG)

Irama jantung diatur oleh sinyal listrik yang dihasilkan oleh rangsangan  spontan sel-sel khusus yang terdapat pada atrium kanan, yaitu SA node (simpul sinotrial)  (Gabriel, 1996). Simpul sinotrial bergetar sekitar 72 kali per menit. Getaran tersebut dapat meningkat atau menurun diatur oleh saraf eksternal jantung yang merupakan respon kebutuhan  darah  oleh  tubuh.  Anatomi  jantung manusia diskemakan pada Gambar 7.

                          Gambar  7  Skema jantung manusia

                          Sumber: Gabriel (1996)

Setiap kali jantung berdetak, terjadi perubahan potensial listrik pada permukaannya. Ini dapat dideteksi dengan menggunakan kontak logam yang disebut ”elektroda” yang dipasang pada kulit. Perubahan potensial dalam orde mV sehingga harus diperkuat agar terukur. Perubahan ini ditampilkan sebagai grafik, baik pada kertas maupun pada layar osiloskop.

Rekaman perubahan potensial untuk jantung seseorang disebut elektrokardiogram (EKG). Alat ini disebut elektrokardiograf. Elektrokardiogram merupakan pencatatan sinyal biolistrik yang dilakukan pada permukaan kulit. 

 Gambar 8  Elektrokardiogram

                                                             Sumber: Giancoli (2005)

Sel-sel otot dan sel-sel saraf memiliki lapisan dipol listrik yang melintasi dinding sel. Dalam situasi normal, terdapat muatan positif total pada permukaan luar sel dan muatan negative total pada permukaan dalam sel. Jumlah muatan bergantung pada ukuran sel, tetapi kira-kira 10^-3 C/m².

Persis sebelum kontraksi otot jantung, terjadi perubahan dipol listrik pada dinding sel, sehingga ion-ion positif pada bagian luar sel dapat melalui dinding dan menetralkan sel bagian dalam. Hal ini disebut depolarisasi, dimulai pada ujung sel merambat ke ujung seberangnya, sehingga seluruh otot terdepolarisasi. Otot tersebut kemudian melakukan repolarisasi ke keadaan awalnya. Seluruh proses ini memerlukan waktu kurang dari satu sekon.

Elektrokardiogram menggunakan tiga  elektroda dasar. Satu elektroda diletakkan di setiap sisi jantung, pada tangan dan kaki kiri. Kadang-kadang enam elektroda tambahan diletakkan di tempat lain.

EKG adalah alat yang sangat baik untuk mengidentifikasi kelainan jantung. Apabila sisi kanan jantung membesar karena pembuluh darah mengeras atau tersumbat, hal ini dapat terdeteksi pada EKG

RANGKUMAN

§  Sepotong plastik atau kaca dimuati muatan listrik dengan cara menggosoknya dengan kain wol, dapat menarik benda-benda kecil disebut listrik statis.

§  Terdapat dua jenis muatan listrik yaitu positif dan negatif.

§  Atom yang bermuatan listrik disebut ion.

§  Aktivitas kelistrikan sel adalah kemampuan sel memindahkan ion dari satu sisi membran sel ke sisi lainnya.

§  Kakas Coulomb adalah interaksi antar muatan listrik.

§  Medan listrik adalah kakas listrik per satuan muatan listrik.

§  Sel saraf atau neuron dalam tubuh berfungsi menerima, menginterpre-tasikan dan menghantarkan aliran listrik. 

§  Dalam tubuh, myelin sebagai isolator dan konduktor yang lemah.

§  Rangkaian DNA  pada kromosom diikat oleh kakas elektrostatis.

§   Potensial listrik adalah energi potensial pes satuan muatan.

§  Beda potensial listrik antara dua titik didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan untuk memindahkan muatan listrik 1 C antara dua titik.

§  Dua buah muatan yang sama, tetapi jenisnya berbeda membentuk dipol lisrik.

§  Energi yang tersimpan dalam kapasitor sama dengan usaha yang dilakukan untuk memuati kapasitor. 

GLOSARIUM

Adenine Akson Gen Ion Gaya  elektrostatik Muatan elementer Myelin Neuron Replikasi

: : : : : : : : :

Salah satu jenis basa nukleotid yang berseberangan dengan thymine Cairan aksoplas-ma yang terbungkus membran yang berfungsi meneruskan sinyal listrik dalam impuls Pembawa informasi genetik Atom yang bermuatan listrik positif atau negatif Tarik menarik atau tolak menolak antara dua mauatan listrik Muatan terkecil dengan symbol e Selaput pemisah sel saraf dengan sel saraf lainnya Sel saraf yang berfungsi untuk mengubah stimulus menjadi energi listrik (impuls Proses duplikasi  DNA

Baca lebih lengkap...