Forskjellen mellom røntgen og ultralyd

Hovedforskjell - X-ray vs Ultralyd

I dag brukes både røntgen og ultralyd i mange industrielle, vitenskapelige og medisinske applikasjoner. I medisin brukes både røntgen og ultralyd til å identifisere noen lidelser i kroppen. Uansett er røntgen og ultralyd veldig forskjellige. De hovedforskjell mellom røntgen og ultralyd er det Røntgenstråler er elektromagnetiske tverrbølger mens ultralyd er mekaniske langsgående lydbølger. X-stråler kan ionisere atomer i et medium, mens ultralyd ikke kan. Det er dusinvis av slike forskjeller mellom røntgen og ultralyd. Noen av disse forskjellene diskuteres i denne artikkelen.

Hva er røntgen

X-stråler er høyfrekvente elektromagnetiske bølger oppdaget av Wilhelm Rontgen. Energien til en røntgenfoton med frekvens f er gitt av E = hf. (hvor h er Plank-konstanten). Normalt regnes elektromagnetiske bølger med energier i området 100 eV-100keV som røntgenstråler. X-stråler med fotonergier mindre enn 5keV refereres normalt til myke røntgenstråler. Deres gjennomtrengningsevne er mindre. Røntgenstråler med høy energi som har fotonergier over 5keV kalles harde røntgenstråler.

Hard X-stråler er mye brukt i radiografi som de kan trenge gjennom vev. I tillegg er høye røntgenstråler brukt i medisin som kreftbehandling.

Bølgelengdene til røntgenstråler er mye kortere enn synlig lys og sammenlignbare med atomradius. Så, høyere oppløsninger kan oppnås ved å bruke røntgenstråler (røntgenkrystallografi).

Generelt brukes røntgenrør til å produsere røntgenstråler. Uansett er røntgenrørkonseptet ikke en effektiv metode fordi en betydelig del av inngangsenergien frigjøres i form av spillvarme. I enkelte applikasjoner er røntgenrør erstattet med små partikkelakseleratorer som bruker en effektiv teknikk. 

X-stråler er svært energiske. Så kan de ionisere nøytrale atomer eller molekyler. Røntgeneksponeringen øker risikoen for kreft som følge av dets ioniserende evne. Enkelt er røntgenstråler veldig nyttige for behandling av kreft. Men den samme behandlingen kan være et karsinogen, dessverre.

Hva er ultralyd

Det menneskelige hørselsområdet er normalt ansett som 20 Hz - 20 kHz. Så lydene innenfor dette området kalles hørbar lyd. Lyder som er over menneskets grenseverdighet kalles ultralyd. Med andre ord, lydbølger med frekvenser over 20 kHz refereres til som ultralydbølger. Så, ultralydbølger er mekaniske akustiske bølger. De trenger et medium for forplantningen.

Selv om det menneskelige øre ikke er i stand til å sensere ultralyd, kan noen dyr som fladder og delfiner produsere og høre ultralyd. De bruker ultralyd for navigasjon i tonehøyde. Disse dyrene er naturlige kilder / detektorer av ultralyd.

Det er mange anvendelser av ultralyd i medisin, næringer, kommunikasjon, militær, navigasjon, forskning og mange andre felt. Spesielt bruker applikasjoner av ultralyd en viktig rolle i medisin (ultralyd). Ultrasonography er en svært effektiv, sikker og ufarlig diagnostisk teknikk. Det meste av det medisinske ultralydutstyret bruker Doppler-skiftet og ekkoetiden til de reflekterte ultralydbølgene for å samle inn nødvendig informasjon fra organer og andre komponenter i kroppen.

Vanligvis brukes piezoelektriske krystaller for å produsere ultralyd. Piezoelektriske krystaller kan deformeres ved å anvende en potensiell forskjell. Denne effekten refereres til som den inverse piezoelektriske effekten. Graden av mekanisk deformasjon avhenger av den potensielle forskjellen som påføres. Jo høyere potensial forskjellen øker deformasjonen. Så, disse krystaller kan oscilleres med en ønsket frekvens ved å bruke en vekselstrøm, og den oscillerende krystall produserer ultralyd.

Forskjellen mellom røntgen og ultralyd

Type av bølgen:

Røntgenstråler er elektromagnetiske bølger.

ultralyd bølger er mekaniske akustiske bølger.

Bølgenes natur:

 X-ray er en tverrbølge. Et materialmedium er ikke nødvendig for forplantningen.

ultralyd er en langsgående bølge. Et materielt medium er nødvendig for forplantningen.

frekvenser:

 X-stråler Har frekvensen 3 Hz til 3 Hz.

ultralyd frekvenser er over menneskets høyere hørselsgrense (20000 Hz).

Applikasjoner:

Røntgen brukes i røntgenfluorescens (ikke-destruktiv elementanalyse), radiografi i medisin, røntgenlitografi, røntgenbehandling, røntgenkrystallografi etc. er noen bruksområder av røntgen.

ultralyd bølger brukes i ultralyd imaging, sonar enheter, ikke-destruktiv testing, akustisk mikroskop, ultralyd rengjøring, etc. er noen applikasjoner av ultralyd.

Ioniserende evne:

Røntgenstråler kan ionisere atomer.

ultralyd kan ikke ionisere atomer.

Fare:

 Røntgenstråler er svært energiske bølger, slik at de kan samhandle med DNA og celler. Denne egenskapen av røntgenstråler bærer risikoen for kreft.

ultralyd bølger er mekaniske akustiske bølger. Derfor bærer de ingen risiko.

Bilde Courtesy:

"Røntgenbølger" av Ulflund - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

“Ultra lyder"Av Ultrasound_range_diagram.png: Original opplaster: LightYear på en.wikipediaUltrasound_range_diagram_png_ (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia