I raggi X, i raggi UV, i 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 di 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 sotto certi aspetti.
La vasta 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.
Raggi X vs Ultrasuoni
La differenza tra i raggi X e gli ultrasuoni è che i raggi X sono onde trasversali e sono di natura elettromagnetica, mentre le onde ultrasoniche sono classificate come onde sonore, che sono di natura longitudinale. I raggi X hanno la capacità di ionizzare un atomo, mentre quest'ultimo non possiede tale proprietà.
I raggi X sono onde elettromagnetiche aventi una lunghezza d'onda compresa 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 di 20 Hz-20 kHz. Queste onde sonore longitudinali richiedono un mezzo viaggiante per la loro propagazione.
Tabella di confronto tra raggi X e ultrasuoni
| Parametri di confronto | raggi X | Ultrasuoni |
| Senso | Onde elettromagnetiche con una lunghezza d'onda di 0,01 nm-10 nm. | Onde sonore con una frequenza maggiore di 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 per portare il rischio di cancro. | Non avere rischi. |
Cos'è la radiografia?
I raggi X sono stati scoperti da Wilhelm Rontgen. Queste sono onde elettromagnetiche con una frequenza molto alta, la gamma di frequenza è 1016 Hz - 1020 Hz. Il fotone dei raggi X è costituito da una certa energia che può essere calcolata dalla formula, E= hf (dove f è la frequenza del fotone e h è la costante di Plank).
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 fotonica 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, sono ora utilizzati in radiografia. Queste onde elettromagnetiche possono facilmente penetrare nei tessuti umani e quindi trovare impiego per 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, che aiutano 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, grazie alla 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 di fratture ossee, analisi e controllo di dipinti, microscopia e analisi quantitativa.
Che cos'è l'ecografia?
La normale gamma dell'udito umano è 20 Hz – 20 kHz. Questo è chiamato intervallo 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 può rilevare questi suoni, ma alcuni animali come delfini e pipistrelli possono sentire questi suoni e anche produrli. Usano questo suono per la navigazione in aree buie.
Gli ultrasuoni hanno molte applicazioni in campo medico, militare, comunicazione, navigazione e 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 a scopo diagnostico.
Solitamente, per la produzione di ultrasuoni vengono impiegati cristalli piezoelettrici. Questo cristallo si deforma quando viene applicato un potenziale elettrico, l'effetto è noto come effetto piezoelettrico. La deformazione dipende direttamente dalla quantità di potenziale applicato. Alcune delle applicazioni degli ultrasuoni sono: pulizia ad ultrasuoni, rilevamento di crepe, ecocardiografia, litotripsia, ecografia, ecolocalizzazione e SONAR (tecnica di navigazione e intervallo).
Principali differenze tra raggi X ed ultrasuoni
Conclusione
La tecnologia ha di gran lunga risolto l'uso di molte cose, comprese le onde elettromagnetiche e le onde sonore. I fotoni dei raggi X e le particelle delle onde ultrasoniche contengono fotoni che hanno energia. I fotoni che possiedono energia possono essere utilizzati convertendo quell'energia in una forma diversa o usandola nella stessa forma per la rilevazione di sostanze.
I raggi X hanno una frequenza molto alta e possiedono un'elevata energia. Questo è uno dei motivi per cui i raggi X possono penetrare nei tessuti umani e possono anche ionizzare un atomo o una molecola. Le onde ultrasoniche hanno una gamma di frequenza superiore a 20 kHz, che non è udibile dall'orecchio umano. Entrambi hanno ampie applicazioni, soprattutto in campo medico.
RiferimentoS
- 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
