รังสีเอกซ์ รังสียูวี รังสีอินฟราเรด พบการใช้งานในชีวิตประจำวันของเรามากมาย สิ่งเหล่านี้ครองโลกของเทคโนโลยีและใช้ในการทำงานของเครื่องมือหลายอย่าง วงการแพทย์และการวิจัยได้เห็นการใช้คลื่นเหล่านี้อย่างมาก คลื่นอัลตราซาวนด์ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีทางการแพทย์และกรณีศึกษาวิจัย สิ่งเหล่านี้ยังเป็นอันตรายต่อมนุษย์ แต่ด้วยการใช้คลื่นอย่างเหมาะสม พวกมันสามารถเป็นประโยชน์ในบางแง่มุม
การเข้าถึงเทคโนโลยีที่กว้างขวางและการพัฒนาได้ใช้ประโยชน์จากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นเสียงในหลายวิธีเพื่อช่วยบรรเทาความยากลำบากของมนุษย์ พลังงานของคลื่นเหล่านี้สามารถนำมาใช้ในวิธีการต่างๆ หรือแปลงเป็นพลังงานประเภทอื่นได้
เอ็กซ์เรย์กับอัลตราซาวนด์
ความแตกต่างระหว่างรังสีเอกซ์และอัลตราซาวนด์คือ รังสีเอกซ์เป็นคลื่นตามขวางและเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในธรรมชาติ ในขณะที่คลื่นอัลตราซาวนด์จัดอยู่ในประเภทคลื่นเสียงซึ่งมีลักษณะตามแนวยาว รังสีเอกซ์มีความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอม ในขณะที่รังสีเอกซ์ไม่มีคุณสมบัติดังกล่าว
รังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 0.01 นาโนเมตรถึง 10 นาโนเมตร คลื่นเหล่านี้เป็นคลื่นตามขวางที่มีความถี่ตั้งแต่ 1016 Hz ถึง 1020 Hz รังสีเอกซ์มีพลังในการแตกตัวเป็นไอออนอะตอมและใช้ในการรักษามะเร็ง
คลื่นอัลตราซาวนด์เป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20 กิโลเฮิรตซ์ คลื่นเสียงเหล่านี้มีลักษณะตามยาวและไม่ได้ยินกับหูของมนุษย์ เนื่องจากช่วงการได้ยินของมนุษย์อยู่ที่ 20 Hz-20 kHz คลื่นเสียงตามยาวเหล่านี้ต้องการตัวกลางในการแพร่กระจาย
ตารางเปรียบเทียบระหว่าง X-ray และ Ultrasound
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | เอกซเรย์ | อัลตราซาวนด์ |
| ความหมาย | คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น 0.01 นาโนเมตร - 10 นาโนเมตร | คลื่นเสียงที่มีความถี่มากกว่า 20 kHz |
| ความถี่ | 1016 Hz – 1020 Hz | มากกว่า 20 kHz |
| ธรรมชาติของคลื่น | คลื่นขวาง | คลื่นตามยาว |
| ความจุไอออไนซ์ | สามารถทำให้อะตอมและโมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนและยังแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อของมนุษย์ | ไม่สามารถแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและโมเลกุล |
| ความเสี่ยง | พบว่ามีความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็ง | ไม่มีความเสี่ยง |
X-ray คืออะไร?
รังสีเอกซ์ถูกค้นพบโดย Wilhelm Rontgen คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงมาก ช่วงความถี่ 1016 Hz - 1020 Hz โฟตอนของรังสีเอกซ์ประกอบด้วยพลังงานบางอย่างซึ่งสามารถคำนวณได้โดยสูตร E= hf (โดยที่ f คือความถี่ของโฟตอนและ h คือแพลงก์อย่างต่อเนื่อง)
พลังงานของรังสีเอกซ์มีตั้งแต่ 100 eV – 100 keV รังสีเอกซ์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามพลังงาน: รังสีเอกซ์แบบแข็งและรังสีเอกซ์แบบอ่อน รังสีเอกซ์ที่มีพลังงานโฟตอนสูงกว่า 5keV เป็นรังสีเอกซ์แบบแข็ง โฟตอนรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานน้อยกว่า 5 keV เรียกว่ารังสีเอกซ์แบบอ่อน รังสีเอกซ์แบบแข็งมีความสามารถในการเจาะทะลุได้ดีกว่ารังสีเอกซ์แบบอ่อน
เนื่องจากความสามารถในการเจาะทะลุของรังสีเอกซ์ จึงถูกนำมาใช้ในการถ่ายภาพรังสี คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้สามารถทะลุผ่านเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ง่าย ดังนั้นจึงนำไปใช้ในทางการแพทย์ได้ สาขาวิชาที่พบบ่อยที่สุดคือการรักษามะเร็ง รังสีเอกซ์มีความยาวคลื่นสั้นกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ซึ่งช่วยในการให้ได้ความละเอียดสูงขึ้น วิธีนี้ใช้ในเทคนิคที่เรียกว่าผลึกเอ็กซ์เรย์
รังสีเอกซ์มีพลังงานสูงมาก และเนื่องจากความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและโมเลกุล รังสีเอกซ์จึงสามารถเป็นสารก่อมะเร็งได้ การประยุกต์ใช้รังสีเอกซ์: ผลึกเอ็กซ์เรย์, แมมโมกราฟฟี, CT scan, ระบบรักษาความปลอดภัยที่สนามบิน, เพื่อตรวจสอบการแตกหักของกระดูก, การวิเคราะห์และตรวจสอบภาพวาด, กล้องจุลทรรศน์ และการวิเคราะห์เชิงปริมาณ
อัลตราซาวด์คืออะไร?
ช่วงการได้ยินปกติของมนุษย์คือ 20 Hz - 20 kHz นี่เรียกว่าช่วงการได้ยิน ในขณะที่เสียงที่อยู่เหนือขีดจำกัดนี้เรียกว่าอัลตราซาวนด์ คลื่นอัลตร้าซาวด์เป็นคลื่นเสียงที่มีช่วงความถี่สูงกว่า 20 kHz เป็นคลื่นเสียงทางกลและต้องการสื่อการเดินทาง หูของมนุษย์ไม่สามารถตรวจจับเสียงเหล่านี้ได้ แต่สัตว์บางชนิด เช่น ปลาโลมาและค้างคาว สามารถได้ยินเสียงเหล่านี้และสร้างเสียงเหล่านี้ได้เช่นกัน พวกเขาใช้เสียงนี้สำหรับการนำทางในบริเวณที่มืดสนิท
อัลตราซาวนด์มีการใช้งานมากมายในด้านการแพทย์ การทหาร การสื่อสาร การเดินเรือคือทะเล การวิจัย และด้านอื่นๆ หนึ่งในเทคโนโลยีอัลตราซาวนด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ Ultrasonography ซึ่งเป็นเทคนิคการวินิจฉัย อุปกรณ์นี้ใช้ Doppler shift และเวลาสิ้นสุดของคลื่นเสียงสะท้อนเพื่อการวินิจฉัย
โดยปกติจะใช้คริสตัลเพียโซอิเล็กทริกสำหรับการผลิตอัลตราซาวนด์ คริสตัลนี้จะเสียรูปเมื่อใช้ศักย์ไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่าเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก การเสียรูปขึ้นอยู่กับปริมาณที่อาจเกิดขึ้นโดยตรง การใช้งานอัลตราซาวนด์บางส่วน ได้แก่ การทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง การตรวจจับรอยแตกร้าว
ความแตกต่างหลักระหว่าง X-ray และ Ultrasound
บทสรุป
เทคโนโลยีได้แยกแยะการใช้หลายสิ่งหลายอย่างรวมถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นเสียง โฟตอนรังสีเอกซ์และอนุภาคคลื่นอัลตราซาวนด์ประกอบด้วยโฟตอนที่มีพลังงาน โฟตอนที่มีพลังงานสามารถนำมาใช้โดยการแปลงพลังงานนั้นให้เป็นรูปแบบอื่นหรือใช้ในรูปแบบเดียวกันสำหรับการตรวจจับสาร
รังสีเอกซ์มีความถี่สูงมากและมีพลังงานสูง นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่รังสีเอกซ์สามารถทะลุผ่านเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ และยังทำให้อะตอมหรือโมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนได้อีกด้วย คลื่นอัลตร้าซาวด์มีช่วงความถี่สูงกว่า 20 kHz ซึ่งหูของมนุษย์ไม่ได้ยิน ทั้งสองมีการใช้งานอย่างกว้างขวางโดยเฉพาะในด้านการแพทย์
อ้างอิงส
- 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
