Hermann von Helmholtz - Penggagas Konservasi Energi

Hermann von Helmholtz
Hermann Ludwig 
Ferdinand von Helmholtz
Lahir: 31 Agustus 1821 Potsdam, Kerajaan Prusia

Meninggal: 8 September 1894 (umur 73)Charlottenburg, Kekaisaran Jerman

Tempat tinggal: Jerman
Kebangsaan: Jerman
Bidang: Fisika

Institusi: Universitas Königsberg, Universitas Bonn, Universitas Heidelberg, Universitas Berlin

Alma mater: Royal Friedrich-Wilhelm Institute

Pembimbing akademik: Johannes Peter Müller

Mahasiswa doktoral: Albert Abraham Michelson, Wilhelm Wien, William James, Heinrich Hertz, Michael I. Pupin, Friedrich Schottky, Arthur Gordon Webster, Otto Lummer, Edward Nichols

Dikenal atas: Konservasi energi
Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz adalah fisikawan Jerman yang banyak memberikan sumbangan kepada ilmu pengetahuan modern. Ia juga dikenal akan sumbangsihnya mengenai konservasi energi.


Biografi

Helmholtz lahir pada 31 Agustus 1821 di Potsdam, Kerajaan Prusia, ia adalah anak dari kepala sekolah Potsdam Gymnasium, Ferdinand Helmholtz, yang pernah belajar filologi klasik dan filsafat, juga teman dekat penerbit dan filsuf Immanuel Hermann Fichte. Karya Helmholtz dipengaruhi oleh filsafat Fichte dan Kant. Dia mencoba untuk melacak teori mereka dalam hal-hal empiris seperti fisiologi.

Sebagai seorang pemuda, Helmholtz tertarik dalam ilmu alam, tetapi ayahnya ingin dia belajar kedokteran di Charite karena ada dukungan keuangan bagi mahasiswa kedokteran.

Karena minatnya dalam mempelajari fisiologi, Helmholtz menulis banyak topik, mulai dari fisika teoritis,seperti usia Bumi, dan asal-usul tata surya.


Pendidikan dan karir

Awal studi akademik Helmholtz adalah sebagai profesor fisiologi di University of Prusia Königsberg pada tahun 1849. Pada tahun 1855 ia menerima jabatan sebagai guru besar anatomi dan fisiologi di Universitas Bonn. Namun karena kurang senang maka tiga tahun kemudian ia pindah ke Universitas Heidelberg, di Baden, di sana ia menjabat sebagai profesor fisiologi. Pada tahun 1871 ia menerima posisi di universitas terakhirnya, sebagai guru besar fisika di Universitas Berlin.


Penelitian


Mekanika

Prestasinya ilmiah pertama oleh Helmholtz, adalah sebuah risalah tahun 1847 tentang konservasi energi, yang ditulis dalam konteks studi medis dan latar belakang filosofis. Ia menemukan prinsip konservasi energi selama belajar metabolisme otot. Dia mencoba untuk menunjukkan bahwa tidak ada energi yang hilang dalam gerakan otot, dimotivasi oleh implikasi bahwa tidak ada kekuatan penting yang diperlukan untuk bergerak sedikit. Ini adalah penolakan terhadap tradisi spekulatif Naturphilosophie yang pada waktu itu merupakan paradigma filosofis yang dominan dalam fisiologi Jerman.

Setelah membaca karya sebelumnya Sadi Carnot, Émile Clapeyron dan James Prescott Joule, ia menduga hubungan antara mekanika, panas, cahaya  listrik dan magnet dengan memperlakukan mereka semua sebagai manifestasi dari kekuatan tunggal ( energi dalam istilah modern ). Ia menerbitkan teori dalam bukunya Über die Erhaltung der Kraft (Pada Konservasi Force, 1847). Mungkinkah Helmholtz tidak tahu bahwa Julius Robert von Mayer merupakan penemu hukum kekekalan energi di awal 1840-an? yang menjadikann titik kontroversi. Helmholtz tidak mengutip Mayer dalam karyanya dan pada zamannya ia dituduh sebagai plagiarisme.

Dalam dinamika fluida, Helmholtz membuat beberapa kontribusi, termasuk teorema Helmholtz untuk dinamika vortex dalam cairan inviscid.


Fisiologi sensorik

Fisiologi sensorik dari Helmholtz adalah dasar karya Wilhelm Wundt, seorang mahasiswa dari Helmholtz, yang dianggap sebagai salah satu pendiri dari psikologi eksperimental. Dia, lebih eksplisit dari Helmholtz, menggambarkan penelitiannya sebagai bentuk filsafat empiris dan sebagai studi tentang pikiran sebagai sesuatu yang terpisah. Helmholtz menolak Naturphilosophie  menekankan pentingnya materialisme, dan lebih berfokus pada persatuan "pikiran" dan tubuh.


Optik oftalmik

Pada tahun 1851, Helmholtz merevolusi bidang oftalmologi dengan penemuan oftalmoskop ; alat yang digunakan untuk memeriksa bagian dalam mata manusia  Ini membuatnya terkenal di dunia. Kepentingan Helmholtz pada waktu yang semakin berfokus pada fisiologi indra. Publikasi utamanya, berjudul Handbuch der Physiologischen Optik (Handbook of Fisiologis Optik atau Treatise on Fisiologis Optik), tersedia teori empiris pada persepsi kedalaman, penglihatan warna, dan persepsi gerak, dan menjadi karya referensi mendasar di bidangnya selama paruh kedua dari abad kesembilan belas. Dalam volume ketiga dan terakhir, yang diterbitkan pada 1867, Helmholtz menggambarkan pentingnya kesimpulan sadar untuk persepsi. The Handbuch pertama kali diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris di bawah keredaksian dari James PC Southall atas nama Optical Society of America di 1924-5. Teorinya tentang akomodasi pergi tertandingi sampai dekade akhir abad ke-20.

Helmholtz terus bekerja selama beberapa dekade di beberapa edisi dari buku pegangan, sering memperbarui karyanya karena perselisihan dengan Ewald Hering yang berpandangan sebaliknya pada visi spasial dan warna. Sengketa ini dibagi disiplin fisiologi pada paruh kedua tahun 1800-an.


Fisiologi Saraf

Pada tahun 1849, sementara di Königsberg, Helmholtz mengukur kecepatan di mana sinyal dilakukan sepanjang serat saraf. Pada saat itu kebanyakan orang percaya bahwa sinyal saraf diteruskan saraf tak terkira cepat. Dia menggunakan saraf sciatic baru-baru ini membedah katak dan otot betis untuk yang terpasang. Dia menggunakan galvanometer sebagai alat pengatur waktu sensitif, melampirkan cermin untuk jarum untuk mencerminkan sinar cahaya di ruangan untuk skala yang memberikan sensitivitas yang jauh lebih besar. Helmholtz ,melaporkan kecepatan transmisi dalam kisaran 24,6-38,4 meter per detik.


Akustik dan estetika

Pada tahun 1863, Helmholtz menerbitkan Sensasi Tone, sekali lagi menunjukkan minatnya dalam persepsi fisika. Buku ini dipengaruhi ahli musik ke dalam abad kedua puluh. Helmholtz menemukan resonator Helmholtz untuk mengidentifikasi berbagai frekuensi atau pitches dari murni gelombang sinus komponen suara kompleks yang mengandung beberapa nada.

Helmholtz menunjukkan bahwa kombinasi yang berbeda dari resonator bisa meniru suara vokal: Alexander Graham Bell khususnya tertarik pada ini, tetapi, tidak mampu membaca bahasa Jerman, diagram Helmholtz disalahartikan bahwa Helmholtz telah mengirimkan beberapa frekuensi oleh kawat yang akan memungkinkan multiplexing dari sinyal-sedangkan telegraf, pada kenyataannya, daya listrik yang digunakan hanya untuk menjaga resonator bergerak. Bell gagal untuk mereproduksi apa yang dia pikir Helmholtz telah lakukan tetapi kemudian mengatakan bahwa, seandainya ia mampu membaca bahasa Jerman, dia tidak akan pergi untuk menemukan telepon pada  prinsip harmonik telegraf.


Elektromagnetisme

Resonator Helmholtz dan instrumentasi
Resonator Helmholtz dan instrumentasi
Helmholtz mempelajari fenomena osilasi listrik 1869-1871, dan dalam kuliah disampaikan ke Naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Sejarah Alam dan Medical Association of Heidelberg) pada 30 April 1869 berjudul Osilasi Listrik, ia menunjukkan bahwa osilasi listrik teredam dalam sebuah kumparan bergabung dengan botol Leyden dalam durasi sekitar 1/50 detik.

Pada tahun 1871, Helmholtz pindah dari Heidelberg ke Berlin untuk menjadi seorang profesor fisika. Ia menjadi tertarik pada elektromagnetisme dan persamaan Helmholtz adalah nama untuk dia. Meskipun ia tidak membuat kontribusi besar untuk bidang ini, muridnya Heinrich Rudolf Hertz menjadi terkenal sebagai yang pertama menunjukkan radiasi elektromagnetik.

Oliver Heaviside mengkritik teori elektromagnetik Helmholtz karena memungkinkan adanya gelombang longitudinal. Berdasarkan persamaan Maxwell, Heaviside mengatakan bahwa gelombang longitudinal tidak bisa ada dalam ruang hampa atau media homogen. Heaviside tidak mencatat, bahwa gelombang elektromagnetik memanjang bisa eksis pada batas atau di ruang tertutup.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz meninggal tanggal 8 September 1894 saat berumur 73 tahun, di Charlottenburg, Kekaisaran Jerman. (sumber: Wikipedia)