Рентгеновские лучи, УФ-лучи, ИК-лучи нашли множество применений в нашей повседневной жизни. Они доминируют в мире технологий и используются при работе многих инструментов. Эти волны широко используются в медицине и исследованиях. Ультразвуковые волны также широко используются в медицинских технологиях и исследованиях. Они также вредят людям, но при правильном использовании волн они могут быть полезны в определенных аспектах.
Широкий спектр технологий и их развитие позволили использовать электромагнитные и звуковые волны несколькими способами, чтобы облегчить трудности людей. Энергия этих волн может использоваться различными способами или может быть преобразована в какой-либо другой тип энергии для использования.
Рентген против ультразвука
Разница между рентгеновскими лучами и ультразвуком заключается в том, что рентгеновские лучи являются поперечными волнами и имеют электромагнитную природу, в то время как ультразвуковые волны относятся к категории звуковых волн, которые имеют продольную природу. Рентгеновские лучи обладают способностью ионизировать атом, в то время как последний не обладает таким свойством.
Рентгеновские лучи - это электромагнитные волны с длиной волны от 0,01 нм до 10 нм. Это поперечные волны с частотой от 1016 Гц до 1020 Гц. Рентгеновские лучи обладают способностью ионизировать атомы и используются при лечении рака.
Ультразвуковые волны - это звуковые волны с частотой выше 20 кГц. Эти звуковые волны имеют продольную природу и не слышны человеческому уху, так как диапазон человеческого слуха составляет 20 Гц - 20 кГц. Для распространения этих продольных звуковых волн требуется движущаяся среда.
Таблица сравнения рентгеновских лучей и ультразвука
| Параметры сравнения | рентгеновский снимок | УЗИ |
| Значение | Электромагнитные волны с длиной волны 0,01-10 нм. | Звуковые волны с частотой более 20 кГц. |
| Частота | 1016 Гц - 1020 Гц | Более 20 кГц |
| Природа волн | Поперечные волны | Продольные волны |
| Ионизирующая способность | Может ионизировать атомы и молекулы, а также проникает в ткани человека. | Не может ионизировать атомы и молекулы. |
| Риски | Считается, что несет риск рака. | Не несут рисков. |
Что такое рентген?
Рентгеновские лучи были открыты Вильгельмом Рентгеном. Это электромагнитные волны очень высокой частоты, диапазон частот от 1016 Гц до 1020 Гц. Фотон рентгеновского излучения состоит из некоторой энергии, которую можно вычислить по формуле E = hf (где f - частота фотона, а h - постоянная планка).
Энергия рентгеновского излучения колеблется от 100 эВ до 100 кэВ. Рентгеновские лучи можно разделить на две категории в зависимости от их энергии: жесткие рентгеновские лучи и мягкие рентгеновские лучи. Рентгеновские лучи, энергия фотонов которых превышает 5 кэВ, являются жесткими рентгеновскими лучами. Фотоны рентгеновского излучения с энергией менее 5 кэВ известны как мягкие рентгеновские лучи. Жесткие рентгеновские лучи имеют лучшую проникающую способность, чем мягкие.
Благодаря проникающей способности рентгеновских лучей теперь они используются в рентгенографии. Эти электромагнитные волны могут легко проникать в ткани человека и, следовательно, находить применение в медицинских целях. Наиболее распространенная область применения этого метода - лечение рака. Рентгеновские лучи имеют более короткую длину волны по сравнению с другими электромагнитными волнами, что помогает в достижении более высокого разрешения. Это используется в технике, называемой рентгеновской кристаллографией.
Рентгеновские лучи обладают очень высокой энергией и из-за способности ионизировать атомы и молекулы также могут быть канцерогеном. Применение рентгеновских лучей: рентгеновская кристаллография, маммография, компьютерная томография, система безопасности в аэропортах, для проверки переломов костей, анализ и проверка картин, микроскопия и количественный анализ.
Что такое ультразвук?
Нормальный диапазон человеческого слуха составляет 20 Гц - 20 кГц. Это называется слышимым диапазоном, а звуки, превышающие этот предел, называются ультразвуком. Ультразвуковые волны - это звуковые волны с частотным диапазоном выше 20 кГц. Они представляют собой механические акустические волны и требуют движущейся среды. Человеческое ухо не может уловить эти звуки, но некоторые животные, такие как дельфины и летучие мыши, могут слышать эти звуки, а также издавать их. Они используют этот звук для навигации в кромешно темных местах.
Ультразвук имеет множество применений в медицине, армии, связи, мореплавании, исследованиях и других областях. Одной из наиболее широко используемых ультразвуковых технологий является ультразвуковое исследование, которое представляет собой диагностический метод. Оборудование использует доплеровский сдвиг и время удаления отраженных звуковых волн для диагностических целей.
Обычно пьезоэлектрические кристаллы используются для получения ультразвука. Этот кристалл деформируется при приложении электрического потенциала, и этот эффект известен как пьезоэлектрический эффект. Деформация напрямую зависит от величины приложенного потенциала. Некоторые из применений ультразвука: ультразвуковая чистка, обнаружение трещин, эхокардиография, литотрипсия, ультрасонография, эхолокация и SONAR (техника звуковой навигации и определения дальности).
Основные различия между рентгеном и ультразвуком
Вывод
Технологии на сегодняшний день разобрались с использованием многих вещей, включая электромагнитные волны и звуковые волны. Фотоны рентгеновского излучения и частицы ультразвуковых волн содержат фотоны, обладающие энергией. Фотоны, обладающие энергией, можно использовать, преобразовав эту энергию в другую форму или используя ее в той же форме для обнаружения веществ.
Рентгеновские лучи имеют очень высокую частоту и высокую энергию. Это одна из причин того, что рентгеновские лучи могут проникать в ткани человека, а также ионизировать атом или молекулу. Ультразвуковые волны имеют частотный диапазон выше 20 кГц, который не слышен человеческим ухом. Оба они имеют широкое применение, особенно в области медицины.
Ссылкаs
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4899-0148-4_1
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079610706000812
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780126767575500153
