Hai semua. Di Sekolah Menengah Pertama, kalian telah belajar tentang IPA (Ilmu Pengetahuan Alam). Masih ingatkah kamu, apa saja kajian yang terdapat dalam IPA tersebut?

IPA adalah gabungan dari berbagai cabang ilmu-ilmu alam (nature science). Nah, di SMA nanti, IPA akan dipelajari secara terpisah menjadi 3 pelajaran, yaitu Fisika, Kimia dan Biologi.

Apa perbedaan di antara ketiga cabang ilmu tersebut?

Yuk kita bahas!!

1. FISIKA

Fisika diserap dari dua kata Yunani, yaitu fysikos (alamiah), dan fyisis (alam). Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang gejala-gejala alam dan seluruh interaksi yang terjadi di dalamnya. Interaksi yang dipelajari di antaranya sebagai berikut.

Interaksi antar materi, seperti pada peristiwa tumbukan.
Interaksi antar energi, seperti pada proses termodinamika.
Interaksi antara materi dan energi, seperti pada gerak jatuh bebas.

Menurut Fisikawan Amerika, Richard Feynman (1918-1988), fisika adalah fundamental atau dasar dari sains. Fisika mempelajari gejala alam secara keseluruhan, seperti materi, energi, dan fenomena atau kejadian alam, baik yang bersifat makroskopis (berukuran besar, seperti gerak Bumi mengelilingi Matahari) maupun yang bersifat mikroskopis (berukuran kecil, seperti gerak elektron mengelilingi inti) yang berkaitan dengan perubahan zat atau energi.

Menurut para ilmuwan, hakikat fisika dibagi menjadi tiga, yaitu:

1. Fisika sebagai proses (a way of investigating)

Fisika sebagai proses memberikan gambaran mengenai bagaimana para ilmuwan bekerja dan melakukan penemuan-penemuan. Fisika sebagai proses berkaitan dengan pendekatan yang digunakan untuk menyusun pengetahuan, seperti:

fenomena→dugaan→pengamatan→pengukuran→penyelidikan→publikasi.

2. Fisika sebagai produk (a body of knowledge)

Fisika sebagai produk dapat diartikan sebagai kumpulan informasi/fakta yang dihasilkan dari proses-proses ilmiah.
Dalam wacana ilmiah, hasil-hasil penemuan dari berbagai kegiatan penyelidikan oleh ilmuwan didaftar, dikumpulkan, dan disusun secara sistematis menjadi sebuah kumpulan pengetahuan.

Kumpulan pengetahuan ini kemudian disebut sebagai produk yang berupa fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori, dan model.

3. Fisika sebagai sikap ilmiah (a way of thinking)

Sikap ilmiah merupakan hal yang melandasi proses-proses ilmiah, seperti: pengamatan, pengukuran, penyelidikan, dan percobaan. Hakikat fisika sebagai sikap ilmiah merupakan pemikiran-pemikiran para ilmuan fisika yang menggambarkan rasa ingin tahu yang besar diiringi rasa percaya, sikap objektif, jujur, dan terbuka, serta mau mendengarkan pendapat orang lain.

2. Kimia

Istilah kimia berasal dari bahasa Arab, Alkimiya, yang artinya perubahan materi. Pencetusnya adalah The Father Of Arab Chemistry, Jabir Ibn Hayyan (700-778 M).

Ilmu kimia adalah bagian dari ilmu alam (natural science) yang membahas rekayasa materi, yaitu mengubah materi menjadi materi lain. Misalnya, pada proses distilasi bertingkat senyawa hidrokarbon (penyusun minyak bumi) menjadi gas dan bensin.

Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang (punya volume). Menurut susunan partikelnya, materi digolongkan menjadi 2, yaitu zat murni (unsur dan senyawa), dan campuran.

Nah, untuk mengubah materi, para ahli harus mengetahui susunan dan struktur materi tersebut. Oleh karena itu, ilmu kimia secara lengkap didefinisikan sebagai sebuah ilmu yang mempelajari tentang susunan/komposisi, struktur, sifat, dan perubahan materi serta energi yang menyertai perubahan tersebut.

(baca juga Apa Sih Ilmu Kimia Itu?)

Susunan Materi

Susunan materi meliputi unsur, senyawa, dan campuran.
Contoh unsur: Na, Mg, Al, C, N, O, Cl, dan He.
Contoh senyawa: H2O, NaCl, O2, dan CH3COOH.
Contoh campuran: larutan gula, campuran air dan kopi, serta susu.

Struktur Materi

Struktur materi merupakan gambaran tentang bagaimana atom-atom saling terikat untuk membentuk molekul unsur, molekul senyawa, dan ion.

Contoh molekul unsur: O2, Cl2, dan S8.
Contoh molekul senyawa: H2O, HNO3, dan CO2.
Contoh ion: Na+, Ca2+, dan Cl-.

Sifat Materi

Setiap materi mempunyai sifat yang spesifik, misalnya: U (uranium) bersifat radioaktif, gas hidrogen mudah terbakar, dan Fe (besi) mudah berkarat.

Perubahan Materi

Perubahan materi digolongkan menjadi dua jenis, yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia.

Perubahan fisika: perubahannya bersifat sementara dan tidak disertai dengan terbentuknya zat baru. Misalnya: skema perubahan wujud zat, diantaranya es mencair, dan lilin meleleh.

Perubahan kimia: perubahan yang bersifat tetap (kekal) dan ditandai dengan terbentuknya zat baru. Misalnya: perkaratan/korosi, pembakaran, pembusukan, fermentasi/peragian, pelapukan, dan fotosintesis.

3. Biologi

Istilah Biologi berasal dari bahasa Latin, bios (hidup) dan logos (ilmu). Jadi, biologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang kehidupan dan segala macam hal yang ada di dalamnya.

Objek yang dipelajari dalam ilmu biologi adalah makhluk hidup (organisme), meliputi organisme mikroskopis dan organisme makroskopis.

Organisme mikroskopis: organisme yang tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata, tetapi harus dengan bantuan alat seperti lup atau mikroskop, baik mikroskop cahaya maupun mikroskop elektron. Misalnya: bakteri, virus, dan amoeba.

Organisme makroskopis: organisme yang dapat dilihat secara langsung oleh mata (kasat mata). Misalnya: Manusia, tumbuhan, dan hewan.

Dalam biologi akan dipelajari tentang makhluk hidup yang dibagi dalam cabang-cabang tertentu yang mencakup tentang struktur tubuh luar (morfologi), struktur tubuh dalam (anatomi), interaksi yang terjadi antara makhluk hidup dengan lingkungannya maupun interaksi antar sesama makhluk hidup di muka bumi (ekologi), dan masih banyak lagi. Bahkan, biologi juga mempelajari makhluk hidup di masa lampau yang telah menjadi fosil, loh. Fosil dipelajari dalam cabang ilmu paleontologi.

Menurut Biological Science Curriculum Study (BSCS), objek biologi berupa kerajaan (kingdom) yang terdiri dari kingdom Plantae/tumbuhan, Animalia/hewan, Protista, Fungi/jamur, Archaebacteria, dan Eubacteria.

Adapun ditinjau dari tingkat organisasi kehidupan, pembahasan biologi dimulai dari tingkat molekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem, bioma, dan biosfer.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa masing-masing ilmu alam tersebut memiliki ruang lingkup tersendiri.