Raggi X, raggi UV e raggi IR hanno trovato molte applicazioni nella nostra vita quotidiana. Questi stanno dominando il mondo della tecnologia e sono utilizzati nel funzionamento di molti strumenti.
Il campo medico e della ricerca ha visto un enorme utilizzo di queste onde. Le onde ultrasoniche sono state ampiamente utilizzate anche nella tecnologia medica e nel caso della ricerca.
Questi danneggiano anche gli esseri umani, ma dato l'uso corretto delle onde, possono essere utili in certi aspetti.
L'ampia portata della tecnologia e il suo sviluppo hanno utilizzato le onde elettromagnetiche e le onde sonore in diversi modi per alleviare le difficoltà degli esseri umani.
L'energia di queste onde può essere utilizzata in vari metodi o può essere convertita in qualche altro tipo di energia per l'uso.
Punti chiave
- I raggi X sono radiazioni elettromagnetiche, mentre gli ultrasuoni utilizzano onde sonore ad alta frequenza.
- I raggi X possono penetrare nei tessuti densi e creare immagini di ossa, mentre gli ultrasuoni possono creare immagini di tessuti molli e organi.
- I raggi X vengono utilizzati per diagnosticare ossa rotte o problemi dentali, mentre gli ultrasuoni vengono utilizzati per monitorare la gravidanza e rilevare anomalie degli organi.
Raggi X vs Ultrasuoni
Una radiografia è un tipo di radiazione elettromagnetica che può penetrare attraverso oggetti solidi, come il corpo umano, e può aiutare a diagnosticare le fratture. Gli ultrasuoni utilizzano onde sonore ad alta frequenza per produrre immagini di organi e tessuti interni, non sono invasivi e non comportano alcuna esposizione alle radiazioni.
I raggi X sono onde elettromagnetiche con lunghezze d'onda comprese tra 0.01 nm e 10 nm. Si tratta di onde trasversali aventi una frequenza che va da 1016 Hz a 1020 Hz.
I raggi X hanno il potere di ionizzare gli atomi e sono usati nel trattamento del cancro.
Le onde ultrasoniche sono onde sonore che hanno una frequenza superiore a quella di 20 kHz. Queste onde sonore sono di natura longitudinale e non sono udibili dall'orecchio umano poiché la gamma dell'udito umano è compresa tra 20 Hz e 20 kHz.
Queste onde sonore longitudinali richiedono un mezzo viaggiante per la loro propagazione.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | Raggi X | Ultrasuono |
|---|---|---|
| Significato | Onde elettromagnetiche con lunghezza d'onda compresa tra 0.01 nm e 10 nm. | Onde sonore con frequenza superiore a 20 kHz. |
| Frequenza | 1016 Hz-1020 Hz | Maggiore di 20 kHz |
| Natura delle onde | Onde trasversali | Onde longitudinali |
| Capacità ionizzante | Può ionizzare atomi e molecole e penetra anche nei tessuti umani. | Non può ionizzare gli atomi e le molecole. |
| Rischi | Trovato a portare il rischio di cancro. | Non avere rischi. |
Cos'è la radiografia?
I raggi X furono scoperti da Wilhelm Rontgen. Si tratta di onde elettromagnetiche con una frequenza molto elevata, la gamma di frequenza è compresa tra 1016 Hz e 1020 Hz.
Il fotone dei raggi X è costituito da una certa energia che può essere calcolata con la formula E=hf (dove f è la frequenza del fotone e h è Plank costantemente).
L'energia dei raggi X varia da 100 eV a 100 keV. I raggi X possono essere suddivisi in due categorie in base alla loro energia: raggi X duri e raggi X molli.
I raggi X la cui energia del fotone è superiore a 5 keV sono raggi X duri. I fotoni di raggi X con energia inferiore a 5 keV sono noti come raggi X molli.
I raggi X duri hanno una migliore capacità di penetrazione rispetto ai raggi X molli.
A causa della capacità di penetrazione dei raggi X, ora vengono utilizzati in radiografia. Queste onde elettromagnetiche possono facilmente penetrare nei tessuti umani e quindi trovare impiego a scopi medici.
Il campo più comune che impiega questo è nel trattamento del cancro. I raggi X hanno una lunghezza d'onda più corta rispetto ad altre onde elettromagnetiche, il che aiuta a raggiungere una risoluzione più elevata.
Questo viene utilizzato nella tecnica chiamata cristallografia a raggi X.
I raggi X hanno un'energia molto elevata e, a causa della capacità di ionizzazione di atomi e molecole, possono anche essere cancerogeni.
Applicazioni dei raggi X: cristallografia a raggi X, mammografia, TAC, sistema di sicurezza aeroportuale per il controllo delle fratture ossee, analisi e controllo dei dipinti, microscopia e analisi quantitativa.
Cos'è l'ecografia?
La gamma normale dell'udito umano è 20 Hz - 20 kHz. Questa è chiamata gamma udibile, mentre i suoni al di sopra di questo limite sono noti come ultrasuoni.
Le onde ultrasoniche sono onde sonore che hanno una gamma di frequenza superiore a 20 kHz. Sono onde acustiche meccaniche e richiedono un mezzo viaggiante.
L'orecchio umano non è in grado di rilevare questi suoni, ma alcuni animali, come delfini e pipistrelli, possono udirli e anche produrli. Usano questo suono per la navigazione in aree buie.
Gli ultrasuoni hanno molte applicazioni in campo medico, militare, comunicazione, navigazione in mare, ricerca e altri settori.
Una delle tecnologie a ultrasuoni più utilizzate è l'ecografia, che è una tecnica diagnostica. L'apparecchiatura utilizza lo spostamento Doppler e il tempo di ritiro delle onde sonore echeggiate per scopi diagnostici.
Di solito, i cristalli piezoelettrici sono impiegati per la produzione di ultrasuoni. Questo cristallo si deforma quando un potenziale elettrico viene applicato, l'effetto è noto come effetto piezoelettrico.
La deformazione dipende direttamente dalla quantità di potenziale applicato. Alcune delle applicazioni degli ultrasuoni sono la pulizia ad ultrasuoni, il rilevamento di crepe, l'ecocardiografia, la litotripsia, l'ecografia, l'ecolocalizzazione e il SONAR (tecnica di navigazione e misurazione del suono).
Principali differenze tra raggi X ed ultrasuoni
- I raggi X sono onde elettromagnetiche, mentre l'onda ultrasonica è classificata come un'onda acustica meccanica.
- La gamma di frequenza dei raggi X è 1016 Hz - 1020 Hz, mentre la gamma di frequenza delle onde ultrasoniche è superiore a 20 kHz.
- I raggi X possono ionizzare atomi e molecole, mentre gli ultrasuoni no.
- I raggi X hanno capacità di penetrazione nei tessuti, mentre gli ultrasuoni no.
- I raggi X sono ad alta energia e possono causare danni al corpo umano, mentre gli ultrasuoni sono sicuri da usare.
- Si è scoperto che i raggi X causano il cancro ed è cancerogeno, mentre gli ultrasuoni non causano il cancro.
- 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
Ultimo aggiornamento: 25 luglio 2023
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Piyush Yadav ha trascorso gli ultimi 25 anni lavorando come fisico nella comunità locale. È un fisico appassionato di rendere la scienza più accessibile ai nostri lettori. Ha conseguito una laurea in scienze naturali e un diploma post-laurea in scienze ambientali. Puoi leggere di più su di lui sul suo pagina bio.
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