Tia X, tia UV, tia hồng ngoại đã được tìm thấy rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Chúng đang thống trị thế giới công nghệ và được sử dụng trong công việc của nhiều công cụ. Lĩnh vực y tế và nghiên cứu đã chứng kiến mức độ sử dụng to lớn của những làn sóng này. Sóng siêu âm cũng đã được sử dụng rộng rãi trong công nghệ y tế và các trường hợp nghiên cứu. Những thứ này cũng gây hại cho con người, nhưng với việc sử dụng hợp lý các sóng, chúng có thể có lợi ở một số khía cạnh.
Sự vươn xa của công nghệ và sự phát triển của nó đã tận dụng sóng điện từ và sóng âm thanh theo một số cách để giúp giảm bớt khó khăn của con người. Năng lượng của các sóng này có thể được sử dụng trong nhiều phương pháp khác nhau hoặc có thể được chuyển đổi thành một số dạng năng lượng khác để sử dụng.
X-quang và siêu âm
Sự khác biệt giữa tia X và sóng siêu âm là tia X là sóng ngang và có bản chất là điện từ, trong khi sóng siêu âm được phân loại là sóng âm, có bản chất dọc. Tia X có khả năng ion hóa một nguyên tử, trong khi tia X không có bất kỳ tính chất nào như vậy.
Tia X là sóng điện từ có bước sóng từ 0,01 nm đến 10 nm. Đây là những sóng ngang có tần số nằm trong khoảng từ 1016 Hz đến 1020 Hz. Tia X có khả năng ion hóa các nguyên tử và được sử dụng trong điều trị ung thư.
Sóng siêu âm là sóng âm có tần số lớn hơn tần số 20 kHz. Các sóng âm thanh này có bản chất dọc và không thể nghe được đối với tai người vì phạm vi thính giác của con người là 20 Hz- 20 kHz. Những sóng âm dọc này cần một môi trường truyền để truyền của chúng.
Bảng so sánh giữa X-quang và siêu âm
| Các thông số so sánh | tia X | Siêu âm |
| Nghĩa | Sóng điện từ có bước sóng từ 0,01 nm- 10 nm. | Sóng âm có tần số lớn hơn 20 kHz. |
| Tính thường xuyên | 1016 Hz - 1020 Hz | Lớn hơn 20 kHz |
| Bản chất của sóng | Sóng ngang | Sóng dọc |
| Khả năng ion hóa | Có thể ion hóa các nguyên tử và phân tử và cũng có thể thâm nhập vào các mô của con người. | Không thể ion hóa các nguyên tử và phân tử. |
| Rủi ro | Được phát hiện là có nguy cơ ung thư. | Không có rủi ro. |
X-quang là gì?
Tia X được phát hiện bởi Wilhelm Rontgen. Đây là sóng điện từ có tần số rất cao, dải tần từ 1016 Hz - 1020 Hz. Photon tia X bao gồm một số năng lượng có thể được tính bằng công thức, E = hf (trong đó f là tần số của photon và h là Plank liên tục).
Năng lượng của tia X nằm trong khoảng từ 100 eV - 100 keV. Tia X có thể được chia thành hai loại dựa trên năng lượng của chúng: tia X cứng và tia X mềm. Tia X có năng lượng photon trên 5keV là tia X cứng. Tia X Các photon có năng lượng nhỏ hơn 5 keV được gọi là tia X mềm. Tia X cứng có khả năng xuyên thấu tốt hơn tia X mềm.
Do khả năng xuyên thấu của tia X, chúng ngày nay được sử dụng trong chụp X quang. Các sóng điện từ này có thể dễ dàng xâm nhập vào mô người và do đó được sử dụng trong các mục đích y tế. Lĩnh vực phổ biến nhất sử dụng điều này là trong điều trị ung thư. Tia X có bước sóng ngắn hơn so với các sóng điện từ khác, giúp đạt được độ phân giải cao hơn. Điều này được sử dụng trong kỹ thuật gọi là tinh thể học tia x.
Tia X có năng lượng rất cao, và do khả năng ion hóa các nguyên tử và phân tử, chúng cũng có thể là chất gây ung thư. Các ứng dụng của tia X: tinh thể học tia X, chụp nhũ ảnh, chụp CT, hệ thống an ninh sân bay, kiểm tra gãy xương, phân tích và kiểm tra các bức tranh, kính hiển vi và phân tích định lượng.
Siêu âm là gì?
Phạm vi nghe của con người bình thường là 20 Hz - 20 kHz. Đây được gọi là phạm vi có thể nghe được, trong khi những âm thanh trên giới hạn này được gọi là siêu âm. Sóng siêu âm là sóng âm có dải tần trên 20 kHz. Chúng là sóng âm cơ học và cần một môi trường truyền. Tai người không thể phát hiện ra những âm thanh này, nhưng một số loài động vật như cá heo và dơi có thể nghe thấy những âm thanh này và cũng tạo ra chúng. Họ sử dụng âm thanh này để điều hướng trong các khu vực tối như mực.
Siêu âm có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y tế, quân sự, thông tin liên lạc, dẫn đường là biển, nghiên cứu, và các lĩnh vực khác. Một trong những công nghệ siêu âm được sử dụng rộng rãi là Ultrasonography, là một kỹ thuật chẩn đoán. Thiết bị sử dụng dịch chuyển Doppler và thời gian dừng của sóng âm thanh vọng lại cho mục đích chẩn đoán.
Thông thường, các tinh thể áp điện được sử dụng để sản xuất siêu âm. Tinh thể này biến dạng khi có điện thế đặt vào, hiệu ứng này được gọi là hiệu ứng áp điện. Sự biến dạng phụ thuộc trực tiếp vào lượng điện thế đặt vào. Một số ứng dụng của siêu âm là: làm sạch bằng sóng siêu âm, phát hiện vết nứt, siêu âm tim, tán sỏi, siêu âm, định vị bằng tiếng vang, và SONAR (kỹ thuật Định hướng và đo khoảng cách bằng âm thanh).
Sự khác biệt chính giữa tia X và siêu âm
Sự kết luận
Công nghệ cho đến nay đã phân loại việc sử dụng của nhiều thứ, bao gồm cả sóng điện từ và sóng âm thanh. Các hạt photon của tia X và sóng siêu âm chứa các hạt photon có năng lượng. Các photon sở hữu năng lượng có thể được sử dụng bằng cách chuyển đổi năng lượng đó thành một dạng khác hoặc sử dụng nó ở dạng tương tự để phát hiện các chất.
Tia X có tần số rất cao và có năng lượng cao. Đây là một trong những lý do mà tia X có thể xuyên qua các mô của con người và cũng có thể ion hóa một nguyên tử hoặc một phân tử. Sóng siêu âm có dải tần trên 20 kHz mà tai người không nghe được. Cả hai đều có ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là trong lĩnh vực y tế.
Tài liệu tham khảoS
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4899-0148-4_1
- https://www.sciasedirect.com/science/article/pii/S0079610706000812
- https://www.sciasedirect.com/science/article/pii/B9780126767575500153
