Penciptaan Sinar-X

Bagaimana para Ilmuwan Berpikir:
Dari Difraksi Cahaya Menjadi Difraksi Sinar-X

Banyak penemuan di bidang sains dan teknologi merupakan hasil perenungan penemuan-penemuan sebelumnya. Ketika ilmuwan menemukan metode, hukum, atau teori, maka ilmuwan berikutnya akan berpikir:

1) Apa yah aplikasi hukum, rumus, atau teori tersebut.
2) Adakah fenomena lain di alam yang memungkinkan rumus, hukum, atau teori serupa diterapkan.

Ini kelihatannya yang terjadi pada penemuan metode difraksi sinar-X. Ide muncul dari metode difraksi cahaya.

Cahaya dapat didifraksi oleh kisi. Jarak antar kisi kira-kira sama dengan panjang gelombang cahaya. Dengan persamaan difraksi maka panjang gelombang cahaya dapat ditentukan hanya dengan mengukur sudut difraksi cahaya dan informasi jarak antar kisi. Karena kisi dibuat manusia maka jarak antar kisi diketahui.

Rumus tersebut bisa dibalik. Jika panjang gelombang cahaya diketahui maka jarak antar kisi dapat diketahui hanya dengan mengukur sudut difraksi.

Kristal tersusun atas atom-atom atau ion-ion secara teratur. Ini serupa dengan kisi pada difraksi cahaya. Namun, karena jarak antar atom dalam kristal berada dalam orde angstrom maka kristal dapat mendifraksi gelombang elektromagnetik dengan panjang dalam orde angstrom. Gelombang apakah itu? Sinar-X. Jadi sinar-X dapat didifraksi oleh kristal.
Karena jarak antar atom dalam kristal tidak mudah ditentukan, maka metode difraksi sinar-X dapat digunakan untuk menentukannya. Caranya adalah, buat sumber sinar-X monokromatik (satu nilai panjang gelombang). Arahkan ke kristal lalu ukur sudut disfraksinya. Karena panjang gelombang dan sudut diketahui maka jarak antar bidang kristal (jarak antar atom) dapat ditentukan.

Jika arah datang sinar-X diubah-ubah maka bidang kisi yang mendifraksi akan berubah. Difraksi akan terjadi pada sudut yang berbeda-beda. Dari kumpulan sudut difraksi saat arah sinar datang diubah-ubah maka dapat diketahui apa bentuk kisi yang dimiliki kristal tersebut: apakah simple cubic, face-centered cubic, body-centered cubic, hexagonal, dan lain-lain.

Ayo renungkan rumus, hukum atau teori yang ada. Siapa tau dari situ kita bisa menemukan rumus, hukum, atau teori baru, atau membuat peralatan baru.