X 線と超音波: 違いと比較

X 線、紫外線、赤外線は、私たちの日常生活にさまざまな用途に使われています。 これらはテクノロジーの世界を支配しており、多くの機器の動作に使用されています。

医療および研究分野では、これらの波が非常に多く使用されています。 超音波は、医療技術や研究の場合にも広く使用されています。

これらは人間にも害を及ぼしますが、波を適切に使用すれば、特定の面で有益になる可能性があります。

技術とその開発の遠大な範囲は、人間の困難を緩和するのに役立ついくつかの方法で電磁波と音波を利用してきました.

これらの波のエネルギーは、さまざまな方法で使用したり、他の種類のエネルギーに変換して使用したりできます。

主なポイント

1. X 線は電磁放射ですが、超音波は高周波の音波を使用します。
2. X 線は緻密な組織を透過して骨の画像を作成できますが、超音波は軟部組織や臓器の画像を作成できます。
3. X 線は骨折や歯の問題の診断に使用され、超音波は妊娠の監視や臓器異常の検出に使用されます。

X線と超音波

X 線は、人体などの固体を透過する電磁放射線の一種であり、骨折の診断に役立ちます。 超音波は高周波音波を使用して内臓や組織の画像を生成し、非侵襲的であり、放射線被ばくを伴いません。

X線は0.01nmから10nmの範囲の波長を持つ電磁波です。 これらは、1016 Hz から 1020 Hz の範囲の周波数を持つ横波です。

X線には原子をイオン化する力があり、がんの治療に使用されています。

超音波は、20 kHz よりも高い周波数を持つ音波です。 これらの音波は本質的に縦波であり、人間の可聴範囲は 20 Hz ～ 20 kHz であるため、人間の耳には聞こえません。

これらの縦方向の音波は、伝搬のために移動媒体を必要とします。  

比較表

比較のパラメータ	X線	超音波
意味	波長が0.01nm～10nmの電磁波。	周波数が 20 kHz を超える音波。
周波数	1016 ヘルツ – 1020 Hz	20kHz以上
波の性質	横波	縦波
イオン化能力	原子や分子をイオン化し、人間の組織にも浸透します。	原子や分子をイオン化することはできません。
リスク	がんのリスクがあることが判明。	リスクはありません。

X線とは

X線はヴィルヘルム・レントゲンによって発見されました。 これらは非常に高い周波数の電磁波で、周波数範囲は 1016 Hz ～ 1020 Hz です。

X 線光子は、次の式で計算できるエネルギーで構成されています。 E=hf (ここで、f は光子の周波数、h はプランク定数)。

X線のエネルギーは100eV～100keVの範囲です。 X線は、そのエネルギーに基づいて硬X線と軟X線のXNUMXつのカテゴリに分類できます。

光子エネルギーが 5 keV を超える X 線は硬 X 線です。 エネルギーが 5 keV 未満の X 線光子は軟 X 線として知られています。

硬 X 線は軟 X 線よりも透過能力が優れています。

X線の透過能力のために、それらは現在で使用されています ラジオグラフィー. これらの電磁波は人間の組織に容易に浸透するため、医療目的で使用されます。

これを使用する最も一般的な分野は癌の治療です。 X 線は他の電磁波に比べて波長が短いため、より高い解像度を実現できます。

これはX線結晶構造解析と呼ばれる技術で使われています。

X 線は非常に高いエネルギーを持ち、原子や分子をイオン化する能力があるため、発がん物質にもなり得ます。

X 線の用途: X 線結晶構造解析、マンモグラフィー、CT スキャン、骨折を検査する空港セキュリティ システム、絵画の分析と確認、顕微鏡検査、定量分析。

超音波とは？

通常の人間の可聴範囲は 20 Hz ～ 20 kHz です。 これは可聴範囲と呼ばれ、この限界を超える音は超音波として知られています。

超音波は、周波数範囲が 20 kHz を超える音波です。 それらは機械的な音響波であり、移動媒体を必要とします。

人間の耳はこれらの音を感知できませんが、イルカやコウモリなどの一部の動物はこれらの音を聞くことができ、また発することができます。 彼らはこの音を真っ暗な場所でのナビゲーションに使用します。

超音波は、医療分野、軍事、通信、航海、研究、その他の分野で多くの用途があります。

最も広く使用されている超音波技術の XNUMX つは、診断技術である超音波検査です。 この装置は、ドップラー シフトと、エコーされた音波の減衰時間を診断目的に使用します。

通常、超音波の生成には圧電結晶が使用されます。 この結晶は、 電位 この効果は圧電効果として知られています。

変形は、適用される電位の量に直接依存します。 超音波の応用例としては、超音波洗浄、亀裂検出、心エコー検査、結石破砕術、超音波検査、エコーロケーション、SONAR (サウンド ナビゲーション アンド レンジング技術) などがあります。

X線と超音波の主な違い

1. X線は電磁波ですが、超音波は機械的な音響波に分類されます。
2. X 線の周波数範囲は 1016 Hz ～ 1020 Hz ですが、超音波の周波数範囲は 20 kHz 以上です。
3. X 線は原子や分子をイオン化できますが、超音波はできません。
4. X 線には組織を透過する機能がありますが、超音波には透過機能がありません。
5. X線は高エネルギーで人体にダメージを与える可能性がありますが、超音波は安全に使用できます。
6. X線はがんを引き起こすことがわかっており、発がん性がありますが、超音波はがんを引き起こしません。

参考情報

1. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4899-0148-4_1
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079610706000812
3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780126767575500153