Promienie rentgenowskie, promienie UV, promienie podczerwone znalazły wiele zastosowań w naszym codziennym życiu. Dominują one w świecie technologii i są wykorzystywane w pracy wielu przyrządów. Medycyna i nauka doświadczyły ogromnego wykorzystania tych fal. Fale ultradźwiękowe znalazły również szerokie zastosowanie w technice medycznej i przypadku badań. Szkodzą one również ludziom, ale przy odpowiednim wykorzystaniu fal mogą być korzystne pod pewnymi względami.
Rozległy zasięg technologii i jej rozwój wykorzystały fale elektromagnetyczne i fale dźwiękowe na kilka sposobów, aby pomóc złagodzić trudności ludzi. Energia tych fal może być wykorzystana na różne sposoby lub może zostać zamieniona na inny rodzaj energii do wykorzystania.
RTG vs USG
Różnica między promieniami rentgenowskimi a ultradźwiękami polega na tym, że promienie rentgenowskie są falami poprzecznymi i mają charakter elektromagnetyczny, podczas gdy fale ultradźwiękowe są klasyfikowane jako fale dźwiękowe, które mają charakter podłużny. Promienie rentgenowskie mają zdolność jonizacji atomu, podczas gdy ten ostatni nie ma takiej właściwości.
Promieniowanie rentgenowskie to fale elektromagnetyczne o długości fali od 0,01 nm do 10 nm. Są to fale poprzeczne o częstotliwości od 1016 Hz do 1020 Hz. Promienie rentgenowskie mają moc jonizacji atomów i są wykorzystywane w leczeniu raka.
Fale ultradźwiękowe to fale dźwiękowe o częstotliwości wyższej niż 20 kHz. Te fale dźwiękowe mają charakter podłużny i nie są słyszalne dla ludzkiego ucha, ponieważ zakres słyszalności człowieka wynosi 20 Hz-20 kHz. Te podłużne fale dźwiękowe wymagają do rozchodzenia się ośrodka podróżującego.
Tabela porównawcza między promieniowaniem rentgenowskim a USG
| Parametry porównania | Prześwietlenie | Ultradźwięk |
| Oznaczający | Fale elektromagnetyczne o długości fali 0,01 nm-10 nm. | Fale dźwiękowe o częstotliwości większej niż 20 kHz. |
| Częstotliwość | 1016 Hz – 1020 Hz | Większa niż 20 kHz |
| Natura fal | Fale poprzeczne | Fale podłużne |
| Zdolność jonizacyjna | Może jonizować atomy i cząsteczki, a także przenikać do tkanek ludzkich. | Nie może jonizować atomów i cząsteczek. |
| Zagrożenia | Stwierdzono, że niosą ze sobą ryzyko raka. | Nie ma ryzyka. |
Co to jest prześwietlenie?
Promienie X zostały odkryte przez Wilhelma Rontgena. Są to fale elektromagnetyczne o bardzo wysokiej częstotliwości w zakresie 1016 Hz – 1020 Hz. Foton promieniowania rentgenowskiego składa się z pewnej ilości energii, którą można obliczyć za pomocą wzoru E= hf (gdzie f to częstotliwość fotonu, a h to stała Plank).
Energia promieni rentgenowskich waha się od 100 eV – 100 keV. Promienie rentgenowskie można podzielić na dwie kategorie ze względu na ich energię: twarde promienie rentgenowskie i miękkie promienie rentgenowskie. Promienie rentgenowskie o energii fotonów powyżej 5keV są twardymi promieniami rentgenowskimi. Fotony promieniowania rentgenowskiego o energii poniżej 5 keV są znane jako miękkie promieniowanie rentgenowskie. Twarde promienie rentgenowskie mają lepszą zdolność penetracji niż miękkie promienie rentgenowskie.
Ze względu na zdolność przenikania promieni rentgenowskich są one obecnie wykorzystywane w radiografii. Te fale elektromagnetyczne mogą z łatwością przenikać do tkanki ludzkiej i dlatego znajdują zastosowanie w celach medycznych. Najczęstszą dziedziną, w której to się wykorzystuje, jest leczenie raka. Promienie rentgenowskie mają krótszą długość fali w porównaniu z innymi falami elektromagnetycznymi, co pomaga w osiągnięciu wyższej rozdzielczości. Jest to wykorzystywane w technice zwanej krystalografią rentgenowską.
Promienie X mają bardzo wysoką energię, a dzięki zdolności do jonizacji atomów i cząsteczek mogą być również czynnikiem rakotwórczym. Zastosowania promieni rentgenowskich: krystalografia rentgenowska, mammografia, tomografia komputerowa, system ochrony lotniska, kontrola złamań kości, analiza i kontrola obrazów, mikroskopia, analiza ilościowa.
Co to jest USG?
Normalny zakres słuchu człowieka to 20 Hz – 20 kHz. Nazywa się to zakresem słyszalnym, podczas gdy dźwięki powyżej tej granicy nazywane są ultradźwiękami. Fale ultradźwiękowe to fale dźwiękowe o zakresie częstotliwości powyżej 20 kHz. Są to mechaniczne fale akustyczne i wymagają przemieszczającego się medium. Ludzkie ucho nie jest w stanie wykryć tych dźwięków, ale niektóre zwierzęta, takie jak delfiny i nietoperze, słyszą te dźwięki, a także je produkują. Używają tego dźwięku do nawigacji w ciemnych obszarach.
Ultradźwięki mają wiele zastosowań w medycynie, wojskowości, komunikacji, nawigacji morskiej, badaniach i innych dziedzinach. Jedną z najczęściej stosowanych technologii ultradźwiękowych jest ultrasonografia, która jest techniką diagnostyczną. Sprzęt wykorzystuje przesunięcie Dopplera i czas spoczynku odbitych fal dźwiękowych do celów diagnostycznych.
Zwykle do produkcji ultradźwięków wykorzystuje się kryształy piezoelektryczne. Kryształ ten odkształca się po przyłożeniu potencjału elektrycznego, co jest znane jako efekt piezoelektryczny. Odkształcenie zależy bezpośrednio od ilości przyłożonego potencjału. Niektóre z zastosowań ultradźwięków to: czyszczenie ultradźwiękowe, wykrywanie pęknięć, echokardiografia, litotrypsja, ultrasonografia, echolokacja i SONAR (technika nawigacji i określania odległości).
Główne różnice między promieniowaniem rentgenowskim a ultradźwiękami
Wniosek
Technologia zdecydowanie uporządkowała wykorzystanie wielu rzeczy, w tym fal elektromagnetycznych i fal dźwiękowych. Fotony promieniowania rentgenowskiego i cząstki fal ultradźwiękowych zawierają fotony, które mają energię. Fotony posiadające energię można wykorzystać, przekształcając tę energię w inną postać lub wykorzystując ją w tej samej postaci do wykrywania substancji.
Promienie rentgenowskie mają bardzo wysoką częstotliwość i mają wysoką energię. Jest to jeden z powodów, dla których promieniowanie rentgenowskie może przenikać do tkanek ludzkich, a także jonizować atom lub cząsteczkę. Fale ultradźwiękowe mają zakres częstotliwości powyżej 20 kHz, który jest niesłyszalny dla ludzkiego ucha. Oba mają szerokie zastosowanie, zwłaszcza w medycynie.
Odniesienies
- https://link.springer.com/rozdział/10.1007/978-1-4899-0148-4_1
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079610706000812
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780126767575500153
