Sinar-X: Pengertian, Sifat & Manfaatnya dalam Berbagai Bidang | Fisika Kelas 12

Artikel Fisika kelas 12 kali ini menjelaskan tentang apa itu sinar-X, sifat, serta manfaatnya dalam berbagai bidang kehidupan. Yuk, simak!

—

Kamu tahu nggak sih gambar di atas itu apa? Yap, itu adalah hasil rontgen! Biasanya, kita bisa lihat hasil rontgen kalau lagi ke dokter buat periksa tulang patah, gigi bermasalah, atau bahkan kondisi paru-paru. Nah, rontgen itu sebenarnya adalah salah satu pemanfaatan dari gelombang elektromagnetik yang dikenal dengan nama sinar-X.

Di artikel ini, kita bakal kupas tuntas soal sinar-X. Mulai dari pengertiannya, sejarah penemuannya yang super menarik, cara kerjanya, sampai manfaat dan risikonya dalam kehidupan sehari-hari. Jadi, kalau kamu penasaran gimana sih sinar-X bisa bikin tulang kelihatan jelas, stay tuned sampai akhir artikel ya.

Apa itu Sinar-X?

Pasti kamu lebih sering mendengar sinar rontgen kan dibanding sinar-X? Apa bedanya sinar-X dengan sinar rontgen? Ternyata, sinar-X adalah sinar rontgen, loh.

Sinar-X (sering juga disebut rontgen) adalah salah satu jenis gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi cukup besar, yaitu antara 10¹⁶ Hz sampai 10²⁰ Hz, sementara panjang gelombangnya sangat pendek, yaitu sekitar 10^-8 m sampai 10^-12 m. Karena panjang gelombangnya pendek, sinar-X punya kemampuan menembus benda padat, termasuk jaringan tubuh manusia. Inilah alasan kenapa sinar-X banyak digunakan di bidang medis, terutama untuk melihat kondisi organ dalam atau tulang sebelum dilakukan tindakan operasi.

Siapa yang Menemukan Sinar-X?

Sinar-X pertama kali ditemukan pada tahun 1895 oleh Wilhelm Conrad Röntgen, seorang fisikawan asal Jerman yang kala itu sedang melakukan penelitian tentang sinar katoda (cathode rays). Röntgen bereksperimen dengan tabung hampa bertegangan tinggi yang dilapisi kaca khusus. Ketika arus listrik dialirkan, ia melihat adanya cahaya berpendar pada layar fluoresen yang berada di dekat tabung, meskipun tabung tersebut tertutup rapat.

Hal ini membuatnya curiga kalau ada jenis radiasi baru yang tidak terlihat mata manusia. Ia menemukan bahwa radiasi misterius ini mampu menembus benda padat, namun tidak bisa menembus logam atau tulang, sehingga meninggalkan bayangan kontras pada layar fluoresen atau pelat fotografi.

Baca Juga: Berbagai Manfaat Sinar Inframerah di Kehidupan Sehari-hari

Karena sifat radiasinya masih belum diketahui secara jelas, Röntgen menamai penemuan ini dengan huruf “X” yang berarti unknown. Sejak itu, radiasi ini dikenal sebagai X-rays atau sinar-X.

Tak lama setelah penemuannya, pada 22 Desember 1895, Röntgen mengambil foto sinar-X pertama di dunia, yaitu tangan istrinya, Anna Bertha Ludwig. Dalam foto itu, terlihat jelas tulang-tulang jari dan cincin yang istrinya kenakan. Foto ini mengejutkan dunia sains sekaligus medis karena untuk pertama kalinya, manusia bisa “melihat” bagian dalam tubuh tanpa melakukan pembedahan.

Gambar 1. Anna Bertha Ludwig
Gambar 2. Hasil rontgen Anna Bertha Ludwig
(Sumber: radiologirscm.com)

Penemuan Röntgen langsung menjadi revolusi besar dalam dunia kedokteran. Dengan cepat, teknologi sinar-X dikembangkan untuk mendiagnosis patah tulang, penyakit paru-paru, hingga benda asing dalam tubuh. Selain itu, sinar-X juga berkembang pesat dalam dunia industri, keamanan, hingga penelitian ilmiah.

Atas jasanya yang luar biasa, Wilhelm Conrad Röntgen dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pertama pada tahun 1901. Hingga kini, sinar-X tetap menjadi salah satu penemuan paling berpengaruh dalam sejarah sains dan kedokteran.

Sifat-Sifat Sinar-X

Berikut beberapa sifat utama sinar-X yang membedakannya dari radiasi lain:

1. Tidak Kasat Mata

Sinar-X tidak bisa dilihat dengan mata manusia. Kita hanya bisa melihat hasilnya lewat media khusus, seperti film rontgen, detektor digital, atau layar fluoresen.

2. Merambat Lurus

Sama seperti cahaya, sinar-X merambat dalam garis lurus ketika melewati medium yang homogen, misalnya udara atau ruang hampa.

3. Mampu Menembus Benda Padat

Sinar-X bisa menembus berbagai bahan, namun dengan daya tembus yang berbeda tergantung kepadatannya. Contoh:

• Tulang dan logam → menyerap lebih banyak, terlihat putih.
• Jaringan lunak → menyerap lebih sedikit, terlihat abu-abu.
• Udara → hampir tidak menyerap, terlihat hitam.

Karena itulah, ketika kita melakukan rontgen tulang, hasilnya bakal terlihat jelas di hasil rontgen.

4. Mengionisasi Gas

Saat melewati gas (misalnya udara), sinar-X bisa melepaskan elektron dari atom gas tersebut. Proses ini membuat gas jadi terionisasi dan mampu menghantarkan listrik.

5. Menghitamkan Film Fotografi

Sinar-X juga punya kemampuan yang mirip cahaya dalam fotografi, yaitu menghitamkan film. Sifat ini dimanfaatkan pada rontgen tradisional, di mana bayangan tulang atau benda asing terekam jelas di atas film.

6. Menimbulkan Fluoresensi

Kalau mengenai bahan tertentu, sinar-X bisa membuat bahan tersebut berpendar. Sifat ini pertama kali ketahui oleh Röntgen saat melihat layar berlapis barium platinocyanide bercahaya ketika terkena radiasi sinar misterius.

7. Memiliki Efek Biologis

Paparan sinar-X bisa berdampak pada sel tubuh. Dalam dosis kecil, sinar-X relatif aman. Namun, dalam dosis besar, sinar-X cukup berbahaya, bisa merusak DNA, memicu mutasi genetik, hingga meningkatkan risiko kanker. Oleh karena itu, pasien biasanya diberi apron timbal untuk melindungi bagian tubuh tertentu saat dirontgen.

8. Tidak Bisa Dipantulkan oleh Cermin Biasa

Berbeda dengan cahaya, sinar-X tidak bisa dipantulkan menggunakan kaca biasa. Sinar ini hanya bisa dipantulkan dengan teknik khusus, misalnya menggunakan kristal atau cermin khusus pada sudut tertentu.

9. Punya Energi Tinggi dan Frekuensi Besar

Dengan panjang gelombang pendek dan frekuensi yang tinggi, sinar-X memiliki energi yang sangat besar. Inilah yang membuat daya tembusnya kuat dan bermanfaat untuk melihat bagian dalam objek padat.

Baca Juga: Hukum Coulomb: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal 

Bagaimana Cara Kerja Sinar-X?

Sinar-X merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik berenergi tinggi yang mampu menembus berbagai benda padat, termasuk tubuh manusia. Proses pencitraannya dimulai ketika mesin sinar-X menembakkan berkas radiasi ke bagian tubuh yang ingin diperiksa. Berkas radiasi ini, kemudian melewati jaringan tubuh, dan diserap dalam tingkat yang berbeda-beda oleh setiap jaringan. Perbedaan daya serap ini juga yang menjadi kunci terbentuknya gambar khas hasil rontgen.

Tulang yang kaya akan kalsium, misalnya, menyerap sinar-X dalam jumlah paling banyak karena sifatnya padat dan keras. Akibatnya, bagian ini tampak berwarna putih terang pada hasil gambar. Sebaliknya, jaringan lunak seperti otot, lemak, atau organ tubuh, menyerap radiasi lebih sedikit, sehingga terlihat abu-abu. Sementara itu, udara hampir tidak menyerap sinar-X sama sekali, sehingga bagian tubuh yang berisi udara, seperti paru-paru, tampak berwarna hitam.

Setelah melewati tubuh, berkas radiasi tersebut ditangkap oleh detektor khusus. Saat teknologi ini belum berkembang, detektor yang digunakan adalah film fotografi yang harus dicetak. Kini, kebanyakan sudah menggunakan sistem digital yang bisa langsung menampilkan gambar di layar. Detektor akan merekam perbedaan jumlah radiasi yang mencapai permukaannya. Bagian tubuh yang menyerap lebih banyak sinar-X akan meninggalkan area terang, sedangkan bagian yang membiarkan radiasi lebih banyak lolos akan tampak lebih gelap.

Hasil akhirnya berupa sebuah gambar dua dimensi yang menunjukkan kondisi bagian dalam tubuh dengan gradasi hitam, abu-abu, hingga putih. Dari gambar ini, dokter bisa menganalisis berbagai hal, seperti patah tulang, kelainan paru-paru, atau adanya benda asing di dalam tubuh. Jika diibaratkan, sinar-X bekerja layaknya cahaya senter yang diarahkan ke sebuah kertas. Apabila ada benda keras di balik kertas, maka akan tampak sebagai bayangan gelap, sedangkan benda tipis terlihat lebih samar.

Baca Juga: Manfaat Radioisotop dalam Kehidupan Sehari-hari

Manfaat Sinar-X di Bidang Kesehatan

Salah satu manfaat utamanya adalah untuk melihat lapisan dalam tubuh. Dengan sinar-X, dokter dapat menyelidiki penyebab munculnya gejala tertentu pada pasien, misalnya nyeri dada, patah tulang, atau infeksi paru-paru. Hasil pencitraan sinar-X juga membantu tenaga medis dalam mengevaluasi efek pengobatan, apakah terapi yang dijalankan sudah efektif atau perlu penyesuaian.

Selain itu, sinar-X sering digunakan untuk menemukan lokasi benda asing yang tertelan atau masuk ke tubuh. Misalnya, anak kecil yang tidak sengaja menelan potongan mainan. Dengan rontgen, benda asing itu bisa dilacak dengan jelas.

Tidak hanya itu, sinar-X juga bisa dipakai untuk memantau perkembangan penyakit. Beberapa kondisi medis yang umum dipantau dengan teknologi ini, antara lain penyumbatan pembuluh darah, kanker tulang, osteoporosis, hingga kerusakan gigi. Bahkan dalam bidang kedokteran gigi, sinar-X jadi alat penting untuk mendeteksi gigi berlubang, infeksi akar, atau posisi gigi bungsu yang tumbuh tidak normal.

Efek Biologis Sinar-X di Bidang Kesehatan

Sinar-X juga memiliki efek biologis yang bisa dimanfaatkan dalam pengobatan maupun bidang medis lain. Misalnya, dalam radioterapi, sinar-X digunakan untuk membunuh sel tumor dan kanker. Dengan energi yang tinggi, sinar-X dapat merusak DNA sel kanker sehingga pertumbuhannya terhenti atau sel tersebut mati.

Tak hanya itu, sinar-X juga digunakan untuk mensterilkan peralatan medis. Radiasi ini mampu membunuh mikroorganisme berbahaya seperti bakteri, virus, atau jamur pada alat bedah dan instrumen medis lainnya, sehingga peralatan bisa digunakan kembali dengan aman tanpa risiko penularan penyakit.

Manfaat Sinar-X di Bidang Industri

Ternyata, sinar-X juga punya peran penting di dunia industri, lho. Bahkan, banyak perusahaan besar memanfaatkan sinar ini untuk meningkatkan kualitas sekaligus keamanan produk mereka.

Dalam dunia permesinan atau manufaktur, sinar-X digunakan untuk memeriksa bagian dalam suatu objek tanpa harus membongkarnya. Misalnya, komponen mesin pesawat atau mobil, bisa dicek apakah ada retakan halus atau kerusakan mikroskopis yang nggak terlihat mata. Cara ini sangat membantu karena kerusakan kecil sekalipun bisa berakibat fatal kalau sampai luput dari perhatian.

Selain itu, sinar-X juga dipakai untuk kontrol kualitas produk. Jadi, konsumen bisa mendapatkan barang dengan kualitas terbaik sebelum produk benar-benar dipasarkan.

Efek Biologis Sinar-X di Bidang Industri

Salah satunya adalah dalam industri makanan. Beberapa produk, khususnya makanan laut kalengan, seringkali disterilkan menggunakan sinar-X. Tujuannya untuk membunuh bakteri berbahaya yang mungkin ada di dalamnya tanpa harus merusak kualitas makanan. Dengan begitu, produk bisa lebih aman, awet, dan layak dikonsumsi oleh masyarakat.

Baca Juga: Mengenal Radiasi Benda Hitam

Manfaat Sinar-X di Bidang Keamanan

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa sinar-X dapat menembus benda-benda lunak tapi tidak dapat menembus benda-benda keras. Hal tersebut dapat dimanfaatkan pada bidang keamanan untuk mendeteksi benda keras, seperti senjata tajam atau bahan peledak.

Biasanya nih sebelum masuk bandara, hotel, atau pusat perbelanjaan ada pemeriksaan barang bawaan, untuk memastikan bahwa barang yang dibawa oleh penumpang atau pengunjung itu tidak berbahaya. Selain itu, juga bisa bermanfaat sebagai:

• alat mendeteksi logam,
• alat mendeteksi benda cair,
• alat mendeteksi logam ringan.

Manfaat Sinar-X di Bidang Pertanian

Selain di dunia medis, sinar-X ternyata juga punya peran penting dalam bidang pertanian. Hal ini berkaitan dengan efek biologis sinar-X yang mampu mempengaruhi sel makhluk hidup. Ketika bibit tanaman dipaparkan dengan dosis tertentu dari sinar-X, radiasi tersebut bisa memicu terjadinya mutasi sel. Mutasi ini kadang menghasilkan perubahan sifat pada tanaman. Misalnya, tanaman jadi lebih tahan terhadap hama, mampu tumbuh lebih cepat, atau menghasilkan buah dengan kualitas lebih baik.

Dengan cara ini, para peneliti bisa menyaring dan mengembangkan bibit unggul yang memiliki karakteristik sesuai kebutuhan. Contohnya, bibit padi yang lebih tahan terhadap kekeringan, atau tanaman hortikultura yang lebih subur dan produktif. Jadi, pemanfaatan sinar-X di pertanian bukan sekadar eksperimen, tapi benar-benar bisa mendukung terciptanya ketahanan pangan yang lebih baik.

Manfaat Sinar-X di Bidang Riset dan Ilmu Pendidikan

Di dunia riset dan pendidikan, sinar-X juga sangat berguna, terutama dalam mempelajari struktur suatu zat atau senyawa. Salah satu teknik yang paling terkenal adalah X-ray crystallography (kristalografi sinar-X). Teknik ini digunakan untuk melihat susunan atom di dalam kristal secara detail. Dengan menembakkan sinar-X pada suatu kristal, pola difraksi yang dihasilkan bisa dianalisis untuk mengetahui bagaimana atom-atom tersusun di dalamnya.

Metode ini sudah banyak diaplikasikan dalam berbagai penemuan penting, loh. Misalnya aja, pemahaman tentang struktur DNA, yang pertama kali berhasil diungkap pada tahun 1953 oleh Rosalind Franklin, James Watson, dan Francis Crick, menggunakan bantuan sinar-X . Hingga kini, kristalografi sinar-X tetap menjadi salah satu metode utama dalam bidang kimia, fisika, farmasi, dan biologi molekuler untuk mengembangkan obat-obatan baru, memahami struktur protein, hingga meneliti material baru.

Baca Juga: Ternyata Sinar Ultraviolet (UV) Memiliki Banyak Manfaat Bagi Tubuh, Lho!

Wah, ternyata banyak banget ya manfaat dari sinar-X ini! Tapi hati-hati ya, karena sinar-X juga bisa berbahaya jika digunakan dalam dosis yang tinggi. Pemanfaatan sinar-X dalam dosis tinggi dapat mengakibatkan pingsan, mual, muntah, diare, katarak, bahkan bisa juga menyebabkan terjangkitnya kanker, loh. Jadi kalo kamu mau menggunakan sinar-X harus konsultasi ke ahlinya yaaa, supaya tetap aman.

Mau tau lebih banyak tentang gelombang elektromagnetik lainnya? Yuk, belajar di ruangbelajar! Kamu bisa belajar dengan video animasi loh. Jadi, kamu ngga gampang bosen deh belajarnya.

Referensi:

Budiyanto, J. (2009) Fisika Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Kemedikbud

‘Manfaat Sinar-X dalam Beberapa Bidang’ [Daring] Tautan: http://www.xrayindonesia.com/article/detail/66/manfaat-sinar-x-dalam-beberapabidang#:~:text=Sinar%2DX%20digunakan%20sebagai%20alat,Mensterilkan%20peralatan%20medis (Diakses: 11 Desember 2020)

‘Manfaat dan Bahaya Sinar-X’ [Daring] Tautan: https://rs-amino.jatengprov.go.id/manfaat-bahaya-sinar-x-bagi-manusia/ (Diakses: 11 Desember 2020)

X-rays [Daring] Tautan: https://medlineplus.gov/xrays.html (Diakses: 26 September 2025)

dr.Marcel Prasetyo berdasarkan tulisan B.G. Brogdon, MD dan Joel E. Lichtenstein, MD dalam buku “Forensic Radiology” terbitan tahun 1998 oleh CRC Press, Boca Raton (Florida). (Diakses: 26 September 2025)

Sumber Foto:

Foto ‘Wilhelm Rontgen’ [Daring]. Tautan: https://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen (Diakses: 11 Desember 2020)

Foto ‘Alat CT Scan’ [Daring]. Tautan: http://www.orchardheart.com/bh/ct-angiogram-and-ct-calcium-score (Diakses: 16 Desember 2020)

Foto ‘Alat Rontgen Portable’ [Daring]. Tautan: https://indonesian.alibaba.com/f/harga-mesin-rontgen.html(Diakses: 11 Desember 2020)

Foto ‘Alat Rontgen Gigi’ [Daring]. Tautan: https://indonesian.alibaba.com/f/harga-mesin-rontgen.html (Diakses: 11 Desemner 2020)

Foto ‘Mesin yang menggunakan sinar-X untuk makanan kaleng dan wadah kaca’[Daring]. Tautan: https://www.mt.com/id/id/home/products/Product-Inspection_1/safeline-x-ray-inspection.html (Diakses: 11 Desember 2020)

Foto ‘Mesin yang menggunakan sinar-X untuk makanan tanpa kemasan’[Daring]. Tautan: https://www.mt.com/id/id/home/products/Product-Inspection_1/safeline-x-ray-inspection.html (Diakses: 11 Desember 2020)

Foto ‘Alat untuk mendeteksi logam’ [Daring]. Tautan:http://www.xrayindonesia.com/product/detail/47/walkthrough-metal-detector-garrett-pd-6500-i (Diakses: 11 Desember 2020)

Foto ‘Alat untuk mendeteksi benda cair’ [Daring]. Tautan:http://www.xrayindonesia.com/product/detail/23/liquid-explosive-detector (Diakses: 11 Desember 2020)

Foto ‘Alat untuk mendeteksi benda logam ringan’ [Daring]. Tautan:http://www.xrayindonesia.com/kategori/236/xray-cargo-inspection (Diakses: 11 Desember 2020)