WILHELM CONRAD ROENTGEN

Awal Kehidupan Roentgen

Di Lennep, sebuah kota kecil di Jerman, pada tanggal 27 Marte 1845, sepasang suami istri yang kesehariannya di kenal sebagai Tukang Kayu dan Pedagang kain mendapatkan seorang anak laki-laki yang oleh ayahnya David Roentgen (1743-1807) di beri nama Wilhelm Conrad Roentgen.

Saat putra mereka satu-satunya ini berusia tiga tahun, keluarga Roentgen ini pindah ke Belanda, tepatnya di Apeldoom, kampung halaman Nenek Wilhelm. Kemudian mereka pun pindah kewarganegaraan menjadi warga Negara Belanda.

Roentgen kemudian bersekolah di sekolah asrama di Apeldoom dan kemudian dia melanjutkan sekolah menengahnya di Sekolah Teknik di Utrecht. Tetapi Roentgen akhirnya dikeluarkan dari Sekolah Utrecht karena masalah yang sangat sepele, Roentgen menolak memberitahu siapa nama temannya yang telah menggambar karikatur dari gurunya. Di sekolah dia bukan termasuk murid yang istimewa meskipun dia menunjukkan bakatnya pada bidang mekanik. Dia merupakan pecinta alam sejati ini terbukti dia suka sekali menghabiskan waktunya untuk berlibur di Alpens atau di danau pada daerah Itali utara. Dia lebih menyukai travelling dengan menggunakan kuda dibandingkan dengan mobil.

Pada awal tahun 1865 Roentgen masuk Universitas Utrecht, meskipun tidak sebagai mahasiswa reguler karena dia kurang memenuhi kualifikasi yang dibutuhkan di Kampus tersebut. Kemudian dia menemukan kemungkinan untuk memasuki Zurich Polytechnical School di Switzerland (yang saat itu merupakan Perguruan Tinggi untuk teknik terkemuka di dunia) dengan cara lulus pada ujian masuk. Roentgen akhirnya lulus pada ujian masuk di sana dan pada November 1865 dia menjadi mahasiswa Teknik Mesin di Zurich. Dia melupakan kenangan buruknya saat dia dikeluarkan dari sekolahnya dulu. Hingga akhir hidupnya Roentgen selalu mengingat kenangan indahnya di Zurich dan dia sangat berterima kasih pada Augustus Kundt, Seorang Profesor Fisika pada Politeknik yang memberikan inspirasi pada Roentgen untuk membangun karir di bidang Fisika. Rontgen menjadi asisten Profesor Augustus Kundt di Zurich dan juga di University of Wurzburg saat sang Profesor pindah tugas ke sana. Saat di Zurich Roentgen bertemu dengan Anna Bertha Ludwig, yang dinikahinya pada tahun 1871. Mereka tidak memiliki anak dari pernikahannya tetapi mereka mengadopsi keponakan dari Anna yang berjenis kelamin perempuan.

Meskipun Roentgen mendapatkan dukungan dari Profesor Augustus Kundt, dia tidak bisa mendapatkan pekerjaan akademik sendiri di Wurzburg. Pada tahun 1872 Profesor Kundt pindah ke sebuah Universitas yang baru berdiri yaitu University of Strasbourg dengan membawa serta Roentgen. Dua tahun kemudian Roentgen menjadi dosen tetap di Strasbourg dan orang tuanya kemudian memutuskan untuk pindah ke sana dari Apeldoom agar dekat dengan anaknya tersebut. Pada tahun 1875 Roentgen menggantikan H.F Weber (Seorang Profesor Fisika) dan atas rekomendasi dari Weber, Roentgen kemudian menjadi Professor of Physics and Mathematics pada Hohenheim Agricultural Academy in Wurtemberg. Roentgen merasa tidak nyaman di Hohaneim dan kemudian kembali ke Strasbourg satu tahun kemudian sebagai Professor of Theoretical Physics. Dari tahun 1879 sampai 1888 dia menjabat sebagai Ketua Jurusan Fisika pada Glessen University dan karena pekerjaannya yang sangat baik selama menjabat, Roentgen ditawari jabatan di Jena dan Utrecht tapi kemudian dia menolaknya. Kemudian di tahun 1888 Roentgen menerima tawaran untuk menjadi Professor of Physics dan Director of Physics Institute pada University of Wurzburg. Roentgen menjadi Kepala Departemen di Universitas yang pernah menolaknya pada posisi akademik. 

Di Wurzburg Roentgen kembali pada perhatiannya sebagaimana banyak ilmuwan saat itu yang sedang meneliti mengenai sinar katoda. Merupakan kegemarannya untuk melakukan penelitian baru dengan mengadakan pengujian ulang dari hasil penelitian ilmuwan sebelumnya untuk bidang yang sama. Pada beberapa eksperimen yang dilakukannya dia menggunakan Tabung Crookes yang ditutupi oleh kotak hitam untuk menutupi pendaran fluoresensi, selalu berada di dalam gelas. Saat tabung tersambung Roentgen memperhatikan bahwa beberapa kristal dari barium platino-cyanide yang berada di meja dekat tabung tersebut menjadi berpendar. Observasi tersebut terjadi pada Hari Jum’at malam Tanggal 8 November 1895, di waktu yang sudah begitu larut dimana tidak ada satupun asisten yang ada di laboratorium tersebut. Roentgen menyelidiki dan memastikan dirinya bahwa tabung tersebut mengeluarkan sejenis sinar yang tidak diketahui jenisnya yang bisa memendarkan kristal yang ada di dekatnya. Sebuah screen yang dilapisi dengan barium platino-cyanide dan diletakkan di dekat tabung, akan berpendar selama tabung dihubungkan tetapi jika ada benda yang terbuat dari logam diletakkan di antara tabung dan screen maka tidak ada perpendaran. Roentgen lalu memberitahu temannya Boveri, “Saya menemukan sesuatu yang menarik tetapi saya tidak tahu apakah eksperimen saya sudah benar atau tidak”. Dikarenakan hal ini, Roentgen dia tidak memberitahukan orang lain mengenai penemuannya selama tujuh minggu. Selama tujuh minggu itu Roentgen mengkonsentrasikan dirinya untuk mempelajari “Sesuatu yang menarik” tersebut dan menyiapkan paper mengenai sinar-x tersebut.

 

Roentgen sendiri menggunakan istilah sinar-x sebab sinar yang ditemukannya tidak bisa di definisikan olehnya. Di Jerman nama sinar Roentgen digunakan sejak sinar-x ditemukan hingga saat ini. Nama penemu yang digunakan pada bahan temuannya sangat jarang dipakai pada negara yang menggunakan bahasa Inggris sebagai bahasa utamanya, hal in disebabkan orang-orang yang berbahasa Inggris tidak tahu bagaimana mengeja ”Roentgen”. Kata Roentgen diperkenalkan pada Tahun 1896 untuk sebuah gambar yang dihasilkan oleh sinar-x dan istilah tersebut digunakan untuk beberapa tahun. Radiograf juga di perkenalkan pada tahun 1896 dengan pengertian yang sama yaitu gambar yang dihasilkan oleh sinar-x.

Pengumuman Dari Penemuan Roentgen

Paper pertama Roentgen mengenai sinar-x dipegang oleh President of the Physical Medical Society of Wurzburg pada 28 Desember 1895. Sebelum tanggal tersebut, tidak ada orang bahkan asisten terdekatnya sekalipun yang telah diberitahu mengenai penemuannya tersebut. Paper yang oleh Roentgen di beri judul “preminilary communication” merupakan paper yang luar biasa yang didalamnya kaya akan detail mengenai penemuannya tersebut. Setelah mengumumkan hasil penemuan dasarnya mengenai sebuah jenis sinar baru yang dihasilkan dari tabung yang diberi tegangan dimana sinar ini akan menembus gelas, kotak hitam dan melewati setidaknya dua meter udara bebas, Roentgen melanjutkannya dengan sebuah studi mengenai transparansi relatif dari sinar terhadap substansi lain yang berbeda. Roentgen menyimpulkan bahwa transparansi bervariasi bergantung pada kerapatan dari substansi yang dilewati sinar-x tersebut. Roentgen melaporkan bahwa dia tidak dapat melakukan refleksi atau refraksi dari sinar yang ditemukannya tersebut dan juga tidak bisa diarahkan dengan menggunakan cermin atau lensa. Roentgen mencatat bahwa sinar-x akan menyebar ke segala arah saat keluar dari titik dimana sinar-x tersebut keluar. Roentgen menambahkan, sinar-x tetap dihasilkan saat sinar-x menumbuk aluminium yang dimasukkan ke dalam gelas.

Tabung yang digunakan Roentgen untuk menemukan sinar-x berbentuk seperti buah pir yang merupakan tabung Crookes dengan katoda pada ujung satunya dan anoda pada ujung lainnnya. Sinar-x dihasilkan pada daerah dimana sinar katoda menabrak gelas pada ujung yang lebih besar dari tabung. Untuk mendapatkan gambaran yang tajam, sumber sinar-x harus dibuat sekecil mungkin. Pada awal-awal terbentuknya gambaran oleh sinar-x, pada ujung tabung ditutupi dengan lempengan timbal yang mempunyai lubang kecil pada lempengan tersebut. Hanya sinar yang melewati lubang terbut yang bisa digunakan, namun sistem ini sangat tidak efisien dan dibutuhkan waktu eksposi yang lama.

Tabung yang memiliki fokus di desain oleh Profesor Herbert Jackson. Tabung ini dirancang untuk memfokuskan berkas elektron menuju pada daerah target kecil. Hal ini dimaksudkan agar dihasilkan sinar-x sekecil target yang dibuat. Profesor Jackson mendapatkan ini dengan menggunakan katoda concave. Seperti diketahui elektron di emisikan tegak lurus dari permukaan katoda dan bergerak menurut garis lurus sehingga target diletakkan sesuai dengan titik keluarnya berkas elektron di katoda.

Pada paper pertamanya, Roentgen menyatakan bahwa sinar-x juga dihasilkan jika katoda ray dimasukkan aluminium di dalam gelas pada tabung. Pada paper yang kedua, yang diterbitkan Maret 1896, Roentgen melaporkan telah mencoba untuk menggunakan berbagai macam material untuk dipakai sebagai target. Roentgen menemukan bahwa kualitas sinar-x yang dihasilkan tergantung pada bahan target yang digunakan. Roentgen menambahkan kualitas sinar-x akan semakin baik saat ditambahkan aluminium pada tabung dan target (yang saat itu digunakan platinum sebagai bahan target) yang digunakan disudutkan 45 derajat dari garis lurus katoda.

Banyak ilmuwan dari berbagai negara bereksperimen dengan sinar baru ini selama tahun 1896. Tabung dengan berbagai bentuk dan target dengan berbagai bahan material telah di uji coba. Pada akhir tahun 1896 disimpulkan bahwa bentuk tabung tidak menjadi masalah dan target yang paling baik adalah target yang menggunakan bahan material yang mempunyai nomor atom yang tinggi. Tungsten (dengan no. atom 184) dan uranium (dengan no. atom 238) pernah di uji coba sebagai bahan target. Hingga diputuskan pada saat itu digunakan platinum sebagai bahan target (dengan no. atom 195).

Tabung sinar-x yang pertama kali digunakan memiliki energi yang rendah dan waktu eksposi yang lama. Hingga akhirnya diketahui bahwa dengan menambah beda potensial antara katoda dengan anoda, kecepatan tumbukan elektron dari katoda ke target menjadi lebih cepat. Namun, hampir semua energi tumbukan elektron diubah menjadi panas saat elektron menumbuk target sehingga disimpulkan harus ada penambahan massa dari bahan target untuk mencegah kelebihan panas. Platinum tipis yang digunakan sebagai target pada awal dibuatnya tabung mudah meleleh akibat tumbukan elektron. Sebuah target dari platinum yang besar dan padat harganya akan sangat mahal. Kemudian bahan target ini diganti dengan tungsten. Tungsten merupakan bahan target yang tidak mudah meleleh akibat tumbukan elektron. Namun pada waktu tertentu, bahan target ini juga akan rusak juga terutama pada bagian yang menjadi target dari tumbukan elektron, tetapi tidak secepat pada target dari platinum.

Respon Ilmuwan Pada Penemuan Rontgen. 

Antusias yang luar biasa diberikan pada penemuan Roentgen dengan publikasi besar-besaran pada dunia sains. Sepanjang tahun 1896 saja setidaknya 50 judul buku dan pamflet serta hampir 1.000 paper diterbitkan untuk membahas topik tersebut. Medis, sains umum dan jurnal fotografi semuanya mempublikasikan artikel penemuan Roentgen dan kemungkinan aplikasinya. Jurnal pertama yang didedikasikan pada penemuan sinar-x terbit pada Mei 1896 dengan judul “Archives of clinical skiagraphy” dibuat oleh Sidney Rowland diterbitkan di London. Judul artikel tersebut kemudian diubah oleh pembuatnya sendiri menjadi “Archives of Roentgen Review” dan setelah itu jurnal sejenis banyak bermunculan di berbagai negara. 

Pada Mei 1896, para ahli elektrik Amerika memulai meneliti mengenai bagaimana membuat perlengkapan sinar Roentgen. Pada penelitian ini diterangkan mengenai bagaimana membuat sebuah induksi koil yag mampu menghasilkan tumbukan berkas elektron sejauh 3 inci dan bagaimana membuat agar target itu berputar. Karena publikasi ini maka American General Electric Company pada musim gugur tahun 1896 mulai membuat tabung ini. Perusahaan ini mulai membuat perlengkapan sinar Roentgen secara komersil. 

Di Amerika, ada seorang ilmuwan yang merupakan salah satu ilmuwan pertama yang meneliti mengenai sinar-x, dialah Thomas Alfa Edison. Edison menyarankan untuk keperluan medis, digunakan fluorescent screen dibandingkan dengan photographic plate, sehingga dokter bisa langsung melihat adanya fraktur dan lainnya tanpa harus menunggu pencucian film dulu. Setelah meneliti berbagai macam bahan untuk digunakan sebagai screen (Edison menguji coba hampir 2.000 bahan) akhirnya dia memutuskan bahwa screen yang paling baik digunakan adaah calcium tungstate, yang bisa memberikan gambaran lebih terang dibandingkan dengan barium platino-cyanide yang digunakan oleh Roentgen pada awal penemuannya.

Pekerjaan Roentgen berikutnya mengenai sinar-x 

Roentgen mendemonstrasikan penemuannya dihadapan Kaiser Wilhelm II, yang selalu tertarik dengan perkembangan ilmu pengetahuan, di Berlin pada tanggal 13 Januari 1896 dan Roentgen kemudian memberikan kuliah mengenai penemuannya ini di hadapan Physical Medical Society of Wurzburg pada tanggal 23 Januari 1896, kurang dari satu bulan dari pengumuman pertamanya mengenai penemuan ini. Ini mungkin adalah satu-satunya kuliah yang dia berikan dengan audien yang jumlahnya sangat besar. Roentgen menerangkan bagaimana dia melakukan percobaan hingga menemukan sinar-x ini dan dia menunjukkan beberapa gambar yang dihasilkan oleh sinar-x. Saat Roentgen memberikan kuliah, dia sepertinya tidak begitu semangat untuk mengeluarkan semuanya hal ini dikarenakan dia masih terus mengembangkan mengenai penemuannya ini.

Roentgen mengumumkan paper keduanya dihadapan Physical Medical Society of Wurzburg pada Maret 1896. Kebanyakan isi papernya adalah memberitahukan sejumlah eksperimen yang menunjukkan bahwa udara (atau gas lain) yang di eksposi dengan sinar-x bisa mengandung sifat kelistrikan dan bisa melepaskan listrik pada tubuh. Roentgen tidak dapat menjelaskan fenomena ini. Saat J.J Thomson melakukan penelitian mengenai elektron, barulah diketahui bahwa radiasi bisa mengionisasi udara (dengan cara melepaskan beberapa elektron dari atom) sehingga menjadikannya ter konduksi.