Učinek ultrazvoka
Ko se ultrazvočni val širi v mediju, se medij zaradi interakcije med ultrazvočnim valom in medijem fizično in kemično spremeni, kar ima za posledico vrsto mehanskih, toplotnih, elektromagnetnih in kemičnih ultrazvočnih učinkov, vključno z naslednjimi štirimi učinki:
1. Mehanski učinki
Mehansko delovanje ultrazvoka lahko spodbuja tekočinsko emulgiranje, utekočinjanje gela in trdno disperzijo. Ko v ultrazvočnem tekočinskem mediju nastane stoječi val, se drobni delci, suspendirani v tekočini, zaradi mehanske sile zgostijo na vozliščih in tvorijo občasno kopičenje v prostoru. Ko se ultrazvočni valovi širijo v piezoelektričnih materialih in magnetostriktivnih materialih, inducirana električna polarizacija in inducirana magnetizacija zaradi mehanskega delovanja ultrazvočnih valov (glej dielektrično fiziko in magnetostrikcijo).
2. Kavitacija
Ko ultrazvočni valovi delujejo na tekočine, lahko nastane veliko število majhnih mehurčkov. Eden od razlogov je, da se v tekočini pojavi delna natezna napetost, ki tvori negativni tlak. Znižanje tlaka povzroči, da se plin, prvotno raztopljen v tekočini, prenasiči in pobegne iz tekočine ter postane majhen mehurček. Drugi razlog je, da močan natezni stres" raztrga" tekočina v votlo, kar imenujemo kavitacija. V notranjosti votline je tekoča para ali drug plin, raztopljen v tekočini, in je lahko celo vakuum.
Majhni mehurčki, ki nastanejo zaradi kavitacije, se bodo še naprej premikali, odraščali ali nenadoma počili z vibriranjem okoliškega medija. Ko poči, okoliška tekočina nenadoma požene v mehurček in ustvari visoke temperature, visok tlak in udarne valove. Notranje trenje, ki ga spremlja kavitacija, lahko tvori električne naboje in povzroči izpust svetlobe v mehurčkih zaradi praznjenja. Tehnologija ultrazvočne obdelave v tekočini je večinoma povezana s kavitacijo.
3. Toplotni učinek
Zaradi visoke frekvence in visoke energije ultrazvoka lahko povzroči očiten toplotni učinek, kadar ga absorbira medij.
4. Kemični učinki
Učinek ultrazvoka lahko spodbudi ali pospeši nekatere kemične reakcije. Na primer, čista destilirana voda je ultrazvočno obdelana, da nastane vodikov peroksid; v vodi, raztopljeni v dušiku, po ultrazvočni obdelavi nastane dušikova kislina; vodna raztopina barvila bo po ultrazvočni obdelavi spremenila barvo ali zbledela. Pojav teh pojavov vedno spremlja kavitacija. Ultrazvok lahko tudi pospeši hidrolizo, razgradnjo in polimerizacijo številnih kemičnih snovi.
Ultrazvok pomembno vpliva tudi na fotokemične in elektrokemične procese. Po ultrazvočni obdelavi vodnih raztopin različnih aminokislin in drugih organskih snovi značilni absorpcijski pasovi izginejo in kažejo enakomerno splošno absorpcijo, kar kaže, da je kavitacija spremenila molekularno strukturo.
