Sinar-X, sinar UV, sinar IR telah menemui banyak aplikasi dalam kehidupan seharian kita. Ini mendominasi dunia teknologi dan digunakan dalam kerja banyak instrumen. Bidang perubatan dan penyelidikan telah menyaksikan penggunaan gelombang ini yang luar biasa. Gelombang ultrabunyi juga telah digunakan secara meluas dalam teknologi perubatan dan kes penyelidikan. Ini juga membahayakan manusia, tetapi memandangkan penggunaan ombak yang betul, ia boleh memberi manfaat dalam aspek tertentu.
Jangkauan teknologi yang jauh dan perkembangannya telah menggunakan gelombang elektromagnet dan gelombang bunyi dalam beberapa cara untuk membantu meringankan kesukaran manusia. Tenaga gelombang ini boleh digunakan dalam pelbagai kaedah atau boleh ditukar kepada beberapa jenis tenaga lain untuk digunakan.
X-ray vs Ultrasound
Perbezaan antara sinar-X dan Ultrasound ialah sinar-X adalah gelombang melintang dan bersifat elektromagnet, manakala gelombang ultrabunyi dikategorikan sebagai gelombang bunyi, yang bersifat longitudinal. X-ray mempunyai kapasiti untuk mengionkan atom, manakala yang kedua tidak mempunyai sifat sedemikian.
X-ray ialah gelombang elektromagnet yang mempunyai panjang gelombang antara 0.01 nm hingga 10 nm. Ini adalah gelombang melintang yang mempunyai frekuensi antara 1016 Hz hingga 1020 Hz. X-ray mempunyai kuasa untuk mengionkan atom dan digunakan dalam rawatan kanser.
Gelombang ultrabunyi ialah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi lebih tinggi daripada 20 kHz. Gelombang bunyi ini bersifat longitudinal dan tidak boleh didengari oleh telinga manusia kerana julat pendengaran manusia ialah 20 Hz- 20 kHz. Gelombang bunyi membujur ini memerlukan medium perjalanan untuk perambatannya.
Jadual Perbandingan Antara X-ray dan Ultrasound
| Parameter Perbandingan | X-ray | Ultrasound |
| Maknanya | Gelombang elektromagnet yang mempunyai panjang gelombang 0.01 nm- 10 nm. | Gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi lebih daripada 20 kHz. |
| Kekerapan | 1016 Hz – 1020 Hz | Lebih daripada 20 kHz |
| Sifat ombak | Gelombang melintang | Gelombang membujur |
| Kapasiti mengion | Boleh mengionkan atom dan molekul dan juga menembusi tisu manusia. | Tidak boleh mengionkan atom dan molekul. |
| risiko | Didapati membawa risiko kanser. | Tidak mempunyai risiko. |
Apakah X-ray?
X-ray ditemui oleh Wilhelm Rontgen. Ini adalah gelombang elektromagnet dengan frekuensi yang sangat tinggi, julat frekuensi ialah 1016 Hz – 1020 Hz. Foton sinar-X terdiri daripada beberapa tenaga yang boleh dikira dengan formula, E= hf (di mana f ialah kekerapan foton dan h ialah Plank sentiasa).
Tenaga sinar-x berjulat dari 100 eV – 100 keV. X-ray boleh dibahagikan kepada dua kategori berdasarkan tenaganya: x-ray keras dan x-ray lembut. Sinar-X yang tenaga fotonnya melebihi 5keV adalah sinar-x keras. Foton sinar-X yang mempunyai tenaga kurang daripada 5 keV dikenali sebagai sinar-x lembut. X-ray keras mempunyai keupayaan penembusan yang lebih baik daripada x-ray lembut.
Oleh kerana keupayaan penembusan sinar-x, ia kini digunakan dalam radiografi. Gelombang elektromagnet ini boleh dengan mudah menembusi tisu manusia dan seterusnya digunakan dalam tujuan perubatan. Bidang yang paling biasa menggunakan ini adalah dalam rawatan kanser. X-ray mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek berbanding dengan gelombang elektromagnet lain, yang membantu dalam mencapai resolusi yang lebih tinggi. Ini digunakan dalam teknik yang dipanggil kristalografi sinar-x.
X-ray mempunyai tenaga yang sangat tinggi, dan kerana keupayaan pengionan atom dan molekul, ia juga boleh menjadi karsinogen. Aplikasi sinar-x: kristalografi sinar-X, Mammografi, imbasan CT, sistem keselamatan lapangan terbang, untuk memeriksa patah tulang, menganalisis dan menyemak lukisan, mikroskop dan analisis kuantitatif.
Apa itu Ultrasound?
Julat pendengaran manusia biasa ialah 20 Hz – 20 kHz. Ini dipanggil julat boleh didengar, manakala bunyi di atas had ini dikenali sebagai ultrasound. Gelombang ultrabunyi ialah gelombang bunyi yang mempunyai julat frekuensi melebihi 20 kHz. Ia adalah gelombang akustik mekanikal dan memerlukan medium perjalanan. Telinga manusia tidak dapat mengesan bunyi ini, tetapi sesetengah haiwan seperti ikan lumba-lumba dan kelawar boleh mendengar bunyi ini dan juga menghasilkannya. Mereka menggunakan bunyi ini untuk navigasi di kawasan gelap gelita.
Ultrasound mempunyai banyak aplikasi dalam bidang perubatan, ketenteraan, komunikasi, navigasi adalah laut, penyelidikan, dan kawasan lain. Salah satu teknologi ultrasound yang paling banyak digunakan ialah Ultrasonografi, iaitu teknik diagnostik. Peralatan menggunakan anjakan Doppler dan masa bersara bagi gelombang bunyi bergema untuk tujuan diagnosis.
Biasanya, kristal piezoelektrik digunakan untuk penghasilan ultrasound. Hablur ini berubah bentuk apabila potensi elektrik digunakan, kesannya dikenali sebagai kesan piezoelektrik. Ubah bentuk secara langsung bergantung kepada jumlah potensi yang digunakan. Beberapa aplikasi ultrasound ialah: pembersihan ultrasonik, pengesanan retak, ekokardiografi, lithotripsy, ultrasonografi, ekolokasi, dan SONAR (Teknik Navigasi Bunyi dan Ranging).
Perbezaan Utama Antara X-ray dan Ultrasound
Kesimpulan
Teknologi setakat ini telah menyelesaikan penggunaan banyak perkara, termasuk gelombang elektromagnet dan gelombang bunyi. Foton sinar-X dan zarah gelombang ultrasound mengandungi foton yang mempunyai tenaga. Foton yang mempunyai tenaga boleh digunakan dengan menukar tenaga itu ke dalam bentuk yang berbeza atau menggunakannya dalam bentuk yang sama untuk pengesanan bahan.
X-ray mempunyai frekuensi yang sangat tinggi dan mempunyai tenaga yang tinggi. Ini adalah salah satu sebab sinar-x boleh menembusi tisu manusia dan juga boleh mengionkan atom atau molekul. Gelombang ultrabunyi mempunyai julat frekuensi melebihi 20 kHz, yang tidak dapat didengari oleh telinga manusia. Kedua-duanya mempunyai aplikasi yang luas, terutamanya dalam bidang perubatan.
Rujukans
- 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
