femtokimia

Sekelumit tentang femtokimia 

Pergerakan yang sebenarnya dari atom yang terlibat dalam reaksi kimia belum pernah diamati secara langsung dalam sejarah perkembangan kimia. Pemutusan ikatan kimia, pembentukan, atau perubahan secara geometri terjadi dengan kecepatan yang luar biasa mengagumkan. Perubahan yang luar biasa cepat ini adalah suatu proses dinamis yang melibatkan pergerakan mekanik dari elektron dan inti atom. Kecepatan pergerakan atom mendekati 1 km/sekon, oleh karena itu, untuk merekam dinamika skala atomik diatas ukuran angstrom, rata-rata waktunya dianggap mendekati 100 femtosekon (fs). Pergerakan atom pada saat berlangsungnya reaksi dalam keadaan transisinya merupakan hal pokok yang dipelajari dalam femtokimia. Dengan resolusi waktu femtosekon, dapat diamati keadaan transisi pada saat kesetimbangan.

Keadaan transisi adalah keadaan antara (intermediate) yang harus dilalui molekul atau atom saat bereaksi. Keadaan ini sulit diamati karena begitu singkatnya waktu keadaan transisi yaitu dalam rentang femtodetik (sepuluh pangkat minus 15 detik). Sebagai gambaran, satu femtodetik setara dengan satu detik dibagi 32 juta tahun.

Femtokimia sering memanfaatkan sinar laser ultrapendek. Dalam perkembangannya, teknik gelombang laser ultra pendek banyak digunakan untuk mempelajari reaksi kimia. Dalam menyelidiki suatu proses molekuler, spektroskopi, spektometri massa, dan difraksi memainkan peranan dari fotografi berkecepatan tinggi.

Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam mempelajari pergerakan molekul. Yang pertama adalah pengukuran waktu pergerakan dengan menentukan waktu awalnya, yaitu waktu nolnya. Kedua, pergerakannya harus disinkronkan. Hal tersebut disebabkan karena banyaknya molekul yang di gunakan dalam merekam pergerakan secara molekuler. Ketiga, kesesuaian molekuler harus disebabkan adanya lokalisasi inti atom. Untuk mempelajari femtosekon, diperlukan kontrol femtosekon pada pengukuran waktu yang relatif, pompa laser dan probe pulsa diproduksi secara selaras,kemudian pulsa probe dialihkan melalui jalur optis yang dapat diatur panjang. Keterbatasan kecepatan cahaya mengartikan perbedaan panjang menjadi perbedaan waktu dari dua pulsa pada sampel; dalam hal ini 1 mikron setara dengan 3,3 fs.

Dalam femtokimis, mempelajari perubahan kimia, fisika,dan biologi merupakan suatu hal yang mendasar untuk skala waktu vibrasi molekuler: pergerakan inti atom yang sebenarnya. Selain itu, skala waktu fs merupakan sesuatu yang unik untuk menciptakan paket gelombang molekuler koheren pada skala atom panjang. Hal ini merupakan masalah dasar yang berakar dalam pengembangan mekanika kuantum dan dualitas materi. Fungsi gelombang molekuler secara spasial terlihat kabur dan tidak menunjukkan adanya pergerakan. Jumlah fungsi gelombang terpisah sesuai tahapan dipilih dapat menghasilkan terlokalisasi spasial dan bergerak paket gelombang koheren. Paket telah ditetapkan dengan baik kecepatan dan posisi yang sekarang membuat analog dengan pergerakan klasik, tetapi pada resolusi atom, dan tanpa pelanggaran prinsip ketidakpastian. Selama paket gelombang (khas lebar 0,05 Å) cukup terlokalisir (0,5 Å atau lebih), sebuah deskripsi dalam bentuk konsep-konsep klasik posisi dan momentum partikel trsebut sepenuhnya adalah tepat. Dengan cara ini, lokalisasi waktu dan ruang secara bersamaan dapat dicapai untuk sistem nonreactive dan reaktif.

Pengamatan pergerakan dalam sistem nyata tidak hanya menuntut pembentukan gelombang di masing-masing molekul, tetapi juga menyebar di antara paket gelombang yang terbentuk pada jutaan molekul yang dilakukan pengukuran. Kunci untuk mencapai kondisi ini umumnya disediakan oleh awal yang terdefinisi dengan baik, keseimbangan konfigurasi molekul yang diteliti sebelum eksitasi dan oleh peluncuran "sesaat" femtosecond pada paket. Jarak awal ground state dari sistem memastikan bahwa semua molekul, setiap dengan koherensi sendiri di antara bagian yang membentuk paket dengan gelombang, mulai gerakan mereka dalam sebuah kisaran jarak ikatan yang jauh lebih kecil daripada yang dijalankan oleh gerakan.

Konsep yang sesuai ini terletak pada inti femtokimia dan merupakan kunci kemajuan dalam mengamati dinamikanya. Realisasi pentingnya dan pendeteksian oleh selektivitas dalam kedua penyiapan dan penyelidikan sangat penting dalam semua studi. Dengan konsep-konsep ini dalam pikiran, penggabungan laser ultrafast dengan molecular terbukti menjadi penting bagi pengembangan awal. Fluoresensi yang terinduksi laser adalah probe pertama yang digunakan, tetapi kemudian disebut spektrometri massa dan teknik-teknik optik nonlinier. Sekarang, banyak  metode penyelidikan yang dikenal dan digunakan di laboratorium di seluruh dunia; sebagai contohnya Coulomb ledakan adalah probe kuat paling baru yang dikembangkan oleh Will Castleman untuk menangkap intermediet reaktif.

Aplikasi femtochemistry telah banyak terdapat pada berbagai jenis ikatan kimia-kovalen,  ionik, datif dan metalik, dan ikatan van der Waals dan hidrogen. Penelitian terus dilakukan untuk mengatasi berbagai kompleksitas dalam sistem molekul, dari diatomik ke protein dan DNA. Studi juga telah dibuat dalam fase berbeda materi: gas dan molekul balok; struktur nano, partikel, dan tetesan; cairan fase padat kental, permukaan dan antarmuka; dan di bidang lainnya seperti femtobiology. Adanya kemampuan untuk mengeksplorasi skala waktu lebih pendek  telah dikembangkan dari milidetik ke femtosekon secara luas, setiap langkah di sepanjang jalan telah memberikan penemuan, pemahaman baru, dan misteri baru yang cukup mengejutkan. Will Castleman dan villy Sundström memberi kontribusi yang besar dalam perspektif sejarah. Perkembangan akan terus berlanjut, dan arah baru penelitian akan dikejar. Tentunya, studi tentang senyawa transisi dan strukturnya dalam kimia dan biologi akan tetap berlanjut untuk eksplorasi ke arah yang baru, dari sistem yang sederhana sampai  kompleks enzim dan protein, dan dari penyelidikan untuk mempelajari materi-femtokimia, femtobiologi, and femtofisika.

Saat ini femtosekon laser (4,5 fs) memberikan batas waktu penyelesaian untuk fenomena nuklir yang melibatkan gerakan. Resolusi attosekon memungkinkan suatu hari untuk langsung melakukan observasi dari gerakan elektron yang sesuai. Kemudian dibuatlah suatu point pada tahun 1991 dalam ringkasan Diskusi Faraday dan sejak itu, tidak banyak yang telah dilaporkan kecuali beberapa kemajuan dalam hal  pulsa sub-fs. Di waktu yang akan datang, memungkinkan hal ini dapat berubah dan dapat dilihat penataan ulang elektron, misalnya, dalam benzena.

Selain itu, akan ada penelitian yang melibatkan kombinasi dari "tiga skala”, yaitu waktu, panjang, dan jumlah. Kita harus melihat ekstensi untuk studi tentang dinamika femtosekon molekul tunggal dan molekul di permukaan. Gabungan waktu / panjang resolusi akan memberikan kesempatan khas untuk membuat transisi yang penting dari struktur molekul untuk dinamika dan fungsinya.

Dasar ilmu pengetahuan sosial (IPS)

ILMU PENGETAHUAN SOSIAL

A.    Pengertian IPS

Ada beberapa pendapat tentang pengertian IPS :

1)      Jean Jarolimek (1967) : IPS adalah mengkaji manusia dalam hubungannya dengan lingkungan sosial dan fisiknya.

2)      Wesley : IPS sebagai bagian dari nilai-nilai sosial yang dipilih untuk tujuan pendidikan

3)      Binning : IPS suatu pelajaran yang berhubungan langsung dengan perkembangan dan organisasi masyarakat manusia dan manusia sebagai anggota dari kelompok sosial (1952)

4)      Michaelis (1957) : IPS dihubungkan dengan manusia dan interaksinya dengan lingkungan fisik dan sosialnya yang menyangkut hubungan kemanusiaan

5)      Depdikbud RI. Dalam kurikulum 1975 : IPS adalah bidang studi yang merupakan paduan dari sejumlah mata pelajaran sosial

6)      Prof. Dr. D. Nasution, MA (1975) : IPS suatu program pendidikan yang merupakan suatu keseluruhan, yang pada pokoknya mempersoalkan manusia dalam lingkungan fisik maupun dalam lingkungan sosialnya, dan yang bahannya diambil dari berbagai ilmu –ilmu sosial : geografi, sejarah, ekonomi, antropologi, sosiologi, politik dan psikologi sosial.

1.      Apa dan Mengapa Ilmu Pengetahuan Sosial

Pembelajaran IPS bertujuan untuk membekali para peserta didik agar nantinya mereka dapat menghadapi dan menangani berbagai masalah sosial yang ditimbulkan akibat   kompleksitas meliputi perkembangan ilmu dan teknologi serta kemajemukan masyarakat kita.

Menurut Barth dan Shermis (1980), hal-hal yang dikaji dalam IPS adalah :

a)      Pengetahuan

b)      Pengolahan informasi

c)      Telaah nilai dan keyakinan

d)     Peran serta dalam kehidupan

Keempat butir bahan belajar tersebut merupakan jalan bagi pencapaian tujuan IPS.
Harus diakui bahwa ide IPS berasal dari literatur pendidikan Amerika Serikat. Nama asli IPS di Amerika Serikat adalah “Social Studies”. Istilah tersebut pertama kali dipergunakan sebagai nama sebuah Komite yaitu “Committee of Social Studies” yang didirikan pada tahun 1913. Tujuan dari lembaga itu adalah sebagai wadah himpunan tenaga ahli yang berminat pada kurikulum Ilmu-ilmu Sosial di tingkat Sekolah Dasar dan Menengah, dan ahli-ahli Ilmu-ilmu Sosial yang mempunyai minat sama.

Pada waktu Indonesia memperkenalkan konsep IPS, pengertian dan tujuannya tidaklah persis sama dengan Social Studies yang ada di Amerika Serikat. Karena kondisi masyarakat Indonesia memang berbeda dengan kondisi masyarakat Amerika Serikat. Latar belakang dimasukkannya bidang studi IPS ke dalam kurikulum sekolah di Indonesia sangat berbeda dengan di Inggris dan Amerika Serikat. Pertumbuhan IPS di Indonesia tidak terlepas dari situasi kacau, termasuk dalam bidang pendidikan, sebagai akibat pemberontakan G30S/PKI. Setelah keadaan tenang pemerintah “Orde Baru” melancarkan Pembangunan Lima Tahun (PELITA). Pada masa Pelita I (1969- 1974) Tim Peneliti Nasional di bidang pendidikan menemukan lima masalah nasional dalam bidang pendidikan. Lima masalah tersebut adalah sebagai berikut.

1.      Masalah kuantitas, berkenaan dengan perluasan dan pemerataan kesempatan belajar.

2.      Masalah kualitas, menyangkut peningkatan mutu lulusan.

3.      Masalah relevansi, berkaitan dengan kesesuaian sistem pendidikan dengan kebutuhan pembangunan.

4.      Masalah efektifitas sistem pendidikan dan efisiensi penggunaan sumber daya dan dana.

5.      Masalah pembinaan generasi muda dalam rangka menyiapkan tenaga produktif bagi kepentingan pembangunan nasional

Salah satu upaya untuk mengatasi masalah tersebut adalah melakukan pembaharuan kurikulum sekolah. Pada awal masa Pelita I, pemerintah membentuk Proyek Pembaharuan Kurikulum dan Metode Mengajar (PPKM) yang memberi kesempatan kepada masyarakat untuk menciptakan kurikulum sekolah secara lokal.

Pertama kalinya mata pelajaran IPS muncul dalam kurikulum lokal yang dikembangkan oleh sekolah Ibu Pakasi di Malang dan kemudian diuji cobakan di delapan IKIP di Indonesia dan diimplementasikan secara nasional sejak diberlakukannya Kurikulum 1975.

2.      Rasional Mempelajari IPS

Pengajaran IPS sangat penting bagi jenjang pendidikan dasar dan menengah karena siswa yang datang ke sekolah berasal dari lingkungan yang berbeda-beda. Pengenalan mereka tentang masyarakat tempat mereka menjadi anggota diwarnai oleh lingkungan mereka tersebut.

Sesuai dengan tingkat perkembangannya, siswa SD belum mampu memahami keluasan dan kedalaman masalah-masalah sosial secara utuh, tetapi mereka dapat diperkenalkan kepada masalah-masalah tersebut. Melalui pengajaran IPS siswa dapat memperoleh pengetahuan, keterampilan, sikap, dan kepekaan untuk menghadapi hidup dengan tantangan-tantangannya. Selanjutnya diharapkan bahwa mereka kelak mampu bertindak secara rasional dalam memecahkan masalah-masalah yang dihadapi.

Jadi rasional mempelajari IPS adalah :

a)      Supaya para peserta didik dapat mensistematisasikan bahan, informasi, dan atau kemampuan yang telah dimiliki tentang manusia dan lingkungannnya menjadi lebih bermakna.

b)      Supaya para peserta didik dapat lebih peka dan tanggap terhadap berbagai masalah sosial secara rasional dan bertanggungjawab.

c)      Supaya para peserta didik dapat mempertinggi rasa toleransi dan persaudaraan di lingkungan sendiri dan antarmanusia.

B. Hakekat IPS

Pada hakekatnya IPS adalah telaah tentang manusia dan dunianya. Hakikat dari IPS terutama jika disorot dari anak didik adalah: Sebagai pengetahuan yang akan membina para generasi muda belajar ke arah positif yakni mengadakan perubahan-perubahan sesuai kondisi yang diinginkan oleh dunia modern atau sesuai daya kreasi pembangunan serta prinsip-prinsip dasar dan sistem nilai yang dianut masyarakat serta membina kehidupan masa depan masyarakat secara lebih cemerlang dan lebih baik untuk kelak diwariskan kepada turunannya secara lebih baik. IPS sebagai paduan dari sejumlah subjek (ilmu) yang isinya menekankan pembentukan warga negara yang baik daripada menekankan isi dan disiplin subjek tersebut.

1.      Hakekat dan tujuan IPS

Banyak ahli ilmu sosial berpendapat bahwa sifat-sifat kemanusiaan itu dipelajari (Perry dan Saidler, 1973). Proses belajar sifat-sifat itu berlangsung sejak kanak-kanak. Proses tersebut dapat berlangsung dalam interaksi akrab antara anak dan orang dewasa sekelilingnya dengan adanya bahasa.

Setiap orang sejak lahir, tidak terpisahkan dari manusia lain, khususnya dari orang tua, dan lebih khusus lagi dari ibu yang melahirkannya. Sejak saat itu Si bayi telah melakukan hubungan dengan orang lain, terutama dengan ibunya dan anggota keluarga yang lainnya. Meskipun masih sepihak, artinya dari orang-orang yang lebih tua terhadap dirinya, hubungan sosial itu telah terjadi. Tanpa hubungan sosial dan bantuan dari anggota keluarga lain, terutama dari ibunya, si bayi tidak berdaya dan tidak akan mampu tumbuh dan berkembang menjadi manusia dewasa.

            IPS merupakan kajian yang luas tentang manusia dan dunianya, hal ini membawa dampak ikutan (nurturant effect) yang baik,  perluasan wawasan tentang manusia, dan dapat menimbulkan kesulitan pada mereka yang menggelutinya. Ada beberapa kesesuaian tentang tujuan IPS yaitu upaya menyiapkan para peserta didik supaya dapat menjadi warga yang baik, tetapi istilah “warga yang baik” mempunyai penafsiran yang cukup banyak. Oleh karena itu, Barr dan kawan-kawan (1977); (1978); dan Barth dan Shemis (1980) menunjukkan bahwa sebenarnya bukan hanya ada satu telaah (tradisi) dalam IPS, melainkan ada tiga.

            Tradisi pertama ialah pewarisan budaya (Citizen-ship Transmission) yang menurut mereka indok-trinatif dalam menyajikan bahan belajar. Kewargaan (Citizen-ship) adalah kemampuan bertindak sebagai warga yang sesuai dengan nilai dasar-dasar yang telah disepakati dan dianggap baik. Indok-trinasi adalah semua pengalaman belajar (pendidikan) yang dilaksanakan dalam suasana belajar yang tidak kritis (uncritical learning) (Barr dan kawan-kawan, 1977).

            Tradisi kedua ialah tradisi ilmu sosial (social science tradition) yang merujuk kepada pengertian bahwa IPS sebenarnya dapat diturunkan dari salah satu ilmu sosial. Sifat-sifat kewargaan dapat diperoleh melalui pemahaman tentang segi metodologis ilmu sosial.

            Tradisi ketiga disebut inkuiri reflekstif (reflective inquiry) yang didasarkan pada pemikiran reflektif (reflective thinking) dari John Dewey. Kewargaan tercermin dari kemampuan memecahkan masalah dalam suasana lingkungan yang sarat nilai. Nilai yang dikaji bukan masalah baik atau buruk itu sendiri melainkan tentang bagaimana kita menelaah nilai dengan tepat.

            Cakupan IPS sangat luas. Namun IPS tidak seluas Pendidikan Sosial (Social Education). John E. ord (1972) menyatakan bahwa pendidikan sosial mengacu kepada keseluruhan kehidupan interpersonal peserta didik, yang meliputi pengajaran sosial (social learning) yang dialami peserta didik di rumah, di sekolah, dan di berbagai lingkungan tempat peserta didik bergaul, sedangkan IPS hanya merupakan salah satu wahana pengajaran yang memberi sumbangan kepada pendidikan sosial yang positif.

            Tujuan pengajaran IPS sama halnya tujuan pendidikan yang meliputi ranah kognitif, afektif, dan psikomotor. Dalam ranah kognitif, dikatakan bahwa hal-hal tentang manusia dan dunianya itu harus dapat dinalar supaya dapat dijadikan sebagai alat pengambilan keputusan yang rasional dan tepat. Jadi yang dikehendaki bukanlah hanya fakta tentang manusia dan dunia sekelilingnya, melainkan terutama adalah konsep dan generalisasi yang diambil dari analisis tentang manusia dan lingkungannya.

Salah satu bagian dari tujuan afektif adalah semangat ilmiah dan imajinasi. Disamping nilai dan sikap terhadap pengetahuan (dalam hal ini IPS), nilai dan sikap terhadap masyarakat dan kemanusiaan, misalnya menghargai martabat manusia dan sensitive terhadap perasaan orang lain, serta nilai dan sikap terhadap bangsa dan negara juga penting.

Tujuan keterampilan yang dapat diraih dalam pengajaran IPS sangat luas. Keterampilan-keterampilan yang harus dikembangkan meliputi keterampilan-keterampilan yang dibutuhkan untuk memperoleh pengetahuan dan nilai serta sikap.

2.      Materi dan Ruang Lingkup IPS

Keanekaragaman kelompok masyarakat dengan karakternya yang berbeda-beda, merupakan unsur ruang lingkup IPS lainnya yang sangat menarik untuk diamati dan dipelajari. Perkembangan kehidupan sosial dengan segala aspeknya dari waktu ke waktu, mulai dari tahap yang sederhana sampai tingkat modern, merupakan sisi lain dari ruang lingkup IPS. Proses perkembangan tersebut biasa dikonsepkan sebagai proses sosial, merupakan pokok bahasan IPS yang memberikan “citra” kepada kita berkenaan dengan dinamika dan perubahan sosial manusia.

Materi dan ruang lingkup IPS menurut Preston dan Herman adalah sebagai berikut:

1.      Tingkat Taman Kanak-Kanak bahan belajar menjangkau hubungan rumah dengan sekolah dan tanggung jawab mereka.

2.      Kelas I SD disajikan keluarga dan lingkungannya.

3.      Kelas II SD mendapat sajian tentang lingkungan pertetanggaan dan komunitasnya di wilayah yang berbeda, umumnya di negara sendiri. Akan tetapi adakalanya juga negara lain pun diungkapkan.

4.      Kelas III SD dihadapkan dengan komunitas sendiri dan luar negeri, yang lebih dititikberatkan ialah tentang masalah sumber komunitas sendiri, kebutuhan pangan, sandang dan papan, bentuk-bentuk komunikasi dan transportasi serta kehidupan di kota.

5.      Kelas IV SD memperoleh bahan belajar tentang beberapa lingkungan wilayah dan kebudayaan di dunia. Titik berat terutama tentang kebudayaan dan komunitas tertentu dalam kebudayaan tersebut. Terkadang yang mendapat perhatian adalah segi geografinya, dan hanya sedikit saja yang menitikberatkan pada wilayah dan kebudayaan di negara sendiri.

6.      Kelas V SD membahas sejarah, geografi, sosiologi, dan antropologi negara sendiri. Dalam beberapa program diungkapkan pula tentang negara tetangga.

7.      Kelas VI SD menurut Preston dan Herman dibahas tentang sejarah, geografi, dan beberapa segi dari wilayah tertentu di dunia, terutama di belahan dunia sebelah timur, misalnya sebagai sampel adalah negara-negara Amerika Latin dan Kanada. Sejumlah kecil program menyajikan secara luas studi permasalahan dan perkembangan kultural, sosial dan ekonomi.

Dalam kurikulum Sekolah Dasar tahun 1968 sebutan pengajaran IPS belum dikenal, tetapi yang dijelaskan adalah Pendidikan Kewarganegaraan (Kurikulum 1968). Mata pelajaran ini disebut segi pendidikan , dan termasuk segi pendidikan Kelompok Pembinaan Jiwa Pancasila. Segi pendidikan ini merupakan jalinan (korelasi) segi pendidikan Ilmu Bumi, Sejarah, dan Pengetahuan Kewarganegaraan. Materi dan ruang lingkupnya adalah sebagai berikut:

1.      Kelas I SD tentang kehidupan di rumah dan sekitarnya yang menyangkut hubungan sosial, termasuk kekeluargaan, sopan santun, kegotongroyongan, tanggung jawab, dan tata tertib di jalan, sekolah dan sekitarnya, hari Ied, Natal, Proklamasi, dan sebagainya.

2.      Kelas II SD mengenai kehidupan desa, kota, tertib lalu lintas, arah, waktu sehari, ceritera rakyat, dan ceritera pahlawan.

3.      Kelas III SD mempelajari kedelapan penjuru angin, kecamatan, petilasan di tempat, pemerintahan, dan tokoh daerah.

4.      Kelas IV SD mempelajari seluruh tanah air, termasuk propinsi-propinsi, tokoh-tokoh proklamasi, dan pemerintahan daerah.

5.      Kelas V SD tentang tanah air (lanjutan dari kelas sebelumnya), Negara tetangga sudah dipelajari secara sistematik, sejarah Pergerakan Nasional, proklamasi dan sesudahnya, masalah sosial, dan Pancasila.

6.      Kelas VI SD mengenai tanah air (lebih luas dari pembahasan di kelas sebelumnya), negara tetangga (lanjutan dari kelas sbelumnya), migrasi, pembangunan nasional, asal-usul bangsa, perjuangan mempertahankan dan memelihara tanah air, pahlawan, PBB dan dunia.

Materi dan Ruang Lingkup IPS