F I S I K A M O D E R N

SINAR-XX I I S C I I PA

S M A N 2 B A N D A R L A M P U N G

| A H M A D FA I R U Z A P R I S N A | A N N I S A D I N A N DYA S H A F I R A || A N N I S A R I T K A M AY | D I W A N T I A U L I A H A S A N A H |

| N O VA N H A R I K A S J U O N |

AWAL PENEMUAN SINAR-XSinar-X di temukan secara tidak sengaja oleh Wilhelm Conrad Rontgen (1845-1923), Ilmuwan Jerman pada November 1895.Ia sedang melakukan eksperimen dengan berkas elektron dalam sebuah tabung pengosongan gas. Tiba-tiba dia mengamati peristiwa berpendarnya sebuah layar fluoresen miliknya yang kebetulan ada di dekat tabung pengosongan gas itu saat berkas elektron dinyalakan.

Dalam keadaan normal, peristiwa pendaran layar fluoresen itu bukanlah sesuatu yang aneh, mengingat material fluoresens adalah material memang akan berpendar sebagai reaksi terhadap sebuah gelombang elektromagnetik. Tetapi, pada peristiwa yang dialami Röntgen tersebut, dia sebenarnya telah menutupi tabung pengosongan gasnya dengan sebuah karton yang cukup tebal dan diberi warna hitam. Asumsinya, dengan karton tebal hitam itu radiasi eletromagnet tidak dapat keluar karena diblok oleh karton tebal.

Röntgen mencoba menempatkan berbagai-bagai benda antara tabung dengan layar fluoresen. Hasilnya adalah layar masih tetap berpendar. Yang paling mengejutkan, Röntgen meminta istrinya menempatkan tangannya di antara tabung dan layar, dan hasilnya adalah sebuah siluet bayangan tulang tangannya, lengkap dengan cincin yang melingkar di jari manis Ny. Röntgen. Begitulah asal mula ditemukannya sebuah jenis sinar, yang oleh Röntgen disebutnya dengan sinar-X.

PENGERTIAN SINAR X• Merupakan gelombang elektromagnetik.• Mempunyai panjang gelombang s/d m dan frekuensi

sekitar 1016 -1021 Hz.• Dapat menembus benda-benda lunak seperti daging

dan kulit namun tidak dapat menembus benda-benda keras seperti tulang, gigi, dan logam.• Sering di gunakan di berbagai bidang seperti bidang

kedokteran, fisika, kimia, mineralogy, metarulugi, dan biologi.

SIFAT-SIFAT SINAR-X1. Sinar-X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari

oleh sinar katoda.2. Sinar-X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hampir

seluruhnya terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.3. Pelat fotografi sensitif terhadap sinar-X.4. Ketika tangan terpapari sinar-X di atas pelat fotografi, maka

akan tergambar foto tulang tersebut pada pelat.5. Lintasan sinar-X tidak dibelokkan oleh medan magnet (daya

tembus dan lintasan yang tidak terbelokkan oleh medan magnet merupakan sifat yang membuat sinar-X berbeda dengan sinar katoda).

SINAR-X DAN CAHAYA BIASASinar-X pada hakikatnya “bersaudara” dengan cahaya tampak. Mereka

adalah bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang terdiri atas paket-paket energi yang disebut foton.

Perbedaan antara Sinar-X dengan cahaya tampak terletak pada energi foton yang menyusunnya, dan energi foton ini berkaitan dengan panjang gelombangnya. Energi foton sinar-X lebih besar dibandingkan energi foton cahaya tampak.

Karena energi foton berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya, maka bisa dikatakan bahwa panjang gelombang foton sinar-X lebih pendek dibandingkan panjang gelombang foton cahaya tampak.

Sayangnya, mata kita hanya mampu menangkap panjang gelombang tertentu yang kebetulan panjang gelombang tersebut hanya dimiliki oleh cahaya tampak sehingga kita tidak mampu melihat sinar-X itu. 

MENGAPA SINAR-X DAPAT MENEMBUS BAHAN TERTENTU?

Baik foton sinar-X maupun foton cahaya tampak, keduanya dihasilkan oleh perpindahan elektron dalam atom. Jika sebuah elektron jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, maka elektron ini harus mengeluarkan sejumlah energi tertentu, dan energi ini dilepaskan dalam bentuk foton.

Pada saat sebuah foton menumbuk atom lain, atom yang ditumbuk akan menyerap energi foton yang menumbuknya dan memicu sebuah elektron dalam atom tersebut untuk bergerak ke orbit yang lebih tinggi.

Atom-atom kulit tubuh kita menyerap foton cahaya tampak dengan sangat baik. Energi yang dimiliki oleh foton cahaya tampak tersebut klop dengan selisih tingkat energi antar atom-atom penyusun kulit kita.

Energi foton sinar-X bisa menyebabkan elektron atom terlempar keluar dari atom. Beberapa energi dari foton sinar-X dapat memisahkan elektron dari atom, dan sisanya menyebabkan elektron melayang di udara.

Lapisan kulit kita yang lunak tersusun atas atom-atom yang kecil, sehingga tidak dapat menyerap sinar-X. Atom-atom kalsium yang merupakan atom penyusun tulang kita memiliki atom yang jauh lebih besar sehingga atom-atom tersebut menyerap sinar-X sehingga tulang sulit ditembus sinar-X.

CARA KERJA MESIN SINAR-XAntara katode dan anode diberi beda potensial yang

sangat besar, sehingga berkas elektron mengalir dalam tabung dengan energi yang sangat tinggi.

Ketika elektron berenergi tinggi ini menumbuk atom tungsten di anode, sebuah elektron yang berada pada orbit yang relatif rendah dari atom tungsten tersebut akan terlempar meninggalkan tempatnya.

Elektron lain yang berada di orbit yang lebih tinggi akan segera jatuh mengisi tempat kosong di orbital yang lebih rendah yang telah ditinggalkan elektron.

Karena elektron jatuh dari orbital yang lebih tinggi ke orbital yang lebih rendah, maka dalam proses ini akan dilepaskan foton.

Pada peristiwa ini, elektron yang jatuh tersebut berasal dari tingkat energi yang jauh lebih tinggi, sehingga foton yang dihasilkan juga merupakan foton dengan energi yang cukup tinggi, yaitu foton-foton sinar-X.

http://3.bp.blogspot.com/-xlPqFjhKCms/VOLhgYJpdUI/AAAAAAAAAs8/YpwwkBDFj-M/s1600/cara-kerja-sinar-X.png

http://4.bp.blogspot.com/-phNHi-5UaBw/VOLXqXottiI/AAAAAAAAAKQ/9keaQzLKYIM/s1600/carakerja-x1.png

 Elektron yang bebas juga dapat menghasilkan foton tanpa menumbuk sebuah atom. Hal ini terjadi karena sebuah inti atom yang menarik elektron yang bergerak bebas akan menyebabkan elektron yang bergerak tersebut akan mengalami perlambatan. Perlambatan atau pengurangan kecepatan tersebut terjadi dengan cara yang cukup cepat. Perubahan kecepatan ini akan menyebabkan dilepaskannya energi dalam bentuk foton sinar-X.

PEMANFAATAN SINAR-XDalam dunia medis sinar-X terutama dimanfaatkan untuk diagnosis. Dengan penemuan sinar-X ini, informasi mengenai tubuh manusia menjadi mudah diperoleh tanpa perlu melakukan pembedahan. Gambar terbentuk karena adanya perbedaan intensitas sinar-X yang mengenai permukaan film setelah terjadinya penyerapan sebagian sinar-X oleh bagian tubuh manusia. Daya serap tubuh terhadap sinar-X sangat bergantung pada kandungan unsur-unsur yang ada di dalam organ.Untuk meningkatkan kualitas gambar dalam radiodiagnostik, seringkali digunakan media kontras dengan cara memasukkan substansi yang bisa menyerap sinar-X lebih banyak ke dalam tubuh yang sedang didiagnosis. Bahan yang sering dimanfaatkan sebagai media kontras adalah Barium (Ba) dan Iodium (I).

BERBAHAYAKAH SINAR-X BAGI TUBUH KITA?

Sinar-X yang berlebihan akan membahayakan tubuh kita. Radiasi sinar-X merupakan salah satu jenis radiasi ionisasi, yaitu radiasi yang dapat menyebabkan atom mengalami ionisasi. Jika sebuah cahaya normal mengenai atom, cahaya tersebut tidak dapat mengubah atom yang dikenainya secara signifikan. Jika sinar-X menumbuk sebuah atom, elektron atom tersebut dapat terlempar keluar meninggalkan atom sehingga membentuk ion, yaitu atom yang bermuatan listrik.

Ion bermuatan listrik ini dapat menghasilkan reaksi kimiawi yang tidak biasa dalam sel. Bahkan dapat merusak rantai DNA kita. Sel yang mengalami kerusakan DNA akan mengalami kematian atau mengalami mutasi. Semakin banyak DNA yang mati, maka tubuh akan menimbulkan berbagai jenis penyakit. Jika DNA mengalami mutasi, sel-sel dapat mengalami kanker, dan kanker ini dapat menyebar.

TERIMA KASIH