Ефекат ултразвука
Када се ултразвучни талас шири у медијуму, услед интеракције између ултразвучног таласа и медија, медијум се подвргава физичким и хемијским променама, што резултира низом механичких, термичких, електромагнетних и хемијских ултразвучних ефеката, укључујући следећа четири ефекта:
1. Механички ефекти
Механичко дејство ултразвука може поспешити течну емулгизацију, течност гела и чврсту дисперзију. Када се у ултразвучном флуидном медију формира стојни талас, ситне честице суспендоване у течности кондензују се на чворовима услед механичке силе, формирајући периодично нагомилавање у простору. Када се ултразвучни таласи шире у пиезоелектричним материјалима и магнетостриктивним материјалима, индукована електрична поларизација и индукована магнетизација услед механичког дејства ултразвучних таласа (види диелектричну физику и магнетострикцију).
2. Кавитација
Када ултразвучни таласи делују на течности, може се створити велики број малих мехурића. Један од разлога је тај што се у течности појављује делимично затезно напрезање које ствара негативни притисак. Смањење притиска чини да се гас првобитно растворен у течности презасићује и излази из течности и постаје мали мехурићи. Други разлог је тај што јак затезни напон ГГ „раздире ГГ“; течност у удубљење, што се назива кавитација. У унутрашњости шупљине налази се течна пара или други гас растворен у течности, а то може бити и вакуум.
Мали мехурићи настали услед кавитације наставиће да се крећу, одрастају или изненада пуцају вибрацијама околног медија. Када пукне, околна течност изненада налети у мехур, стварајући високе температуре, високи притисак и ударне таласе. Унутрашње трење праћено кавитацијом може формирати електричне наелектрисање и изазвати емисију светлости у мехурићима услед пражњења. Технологија ултразвучног третмана у течности углавном је повезана са кавитацијом.
3. Термички ефекат
Због високе фреквенције и високе енергије ултразвука, може да произведе очигледан топлотни ефекат када га апсорбује медијум.
4. Хемијски ефекти
Ефекат ултразвука може да поспеши или убрза одређене хемијске реакције. На пример, чиста дестилована вода пролази ултразвучни третман да би се добио водоник-пероксид; вода растворена у азоту производи азотну киселину након ултразвучног третмана; водени раствор боје ће променити боју или избледети након ултразвучног третмана. Појава ових појава увек је праћена кавитацијом. Ултразвук такође може убрзати хидролизу, разградњу и полимеризацију многих хемијских супстанци.
Ултразвук такође има значајан утицај на фотохемијске и електрохемијске процесе. Након што се водени раствори различитих аминокиселина и других органских супстанци ултразвучно обраде, карактеристичне апсорпционе траке нестају и показују једнолику општу апсорпцију, што указује на то да је кавитација променила молекуларну структуру.
