Az ultrahang hatása
Amikor az ultrahangos hullám terjed a közegben, az ultrahangos hullám és a közeg kölcsönhatása miatt a közeg fizikai és kémiai változásokon megy keresztül, ami mechanikai, termikus, elektromágneses és kémiai ultrahangos hatások sorozatát eredményezi, beleértve a következő négy hatást:
1. Mechanikai hatások
Az ultrahang mechanikus hatása elősegítheti a folyadék emulgeálását, a gél cseppfolyósítását és a szilárd diszperziót. Amikor állóhullám alakul ki az ultrahangos folyadékközegben, a folyadékban szuszpendált apró részecskék a csomópontokban kondenzálódnak a mechanikai erő hatására, időszakos felhalmozódást képezve a térben. Amikor az ultrahangos hullámok piezoelektromos anyagokban és magnetostrikciós anyagokban terjednek, az ultrahangos hullámok mechanikai hatása miatt elektromos polarizációt és indukált mágnesezést váltott ki (lásd dielektromos fizika és magnetostrikció).
2. Kavitáció
Amikor az ultrahangos hullámok folyadékokra hatnak, nagyszámú kis buborék keletkezhet. Ennek egyik oka, hogy a folyadékban részleges húzófeszültség jelenik meg negatív nyomás képződésére. A nyomás csökkenése miatt az eredetileg a folyadékban oldott gáz túltelítetté válik, és a folyadékból kijutva kis buborékokká válik. A másik ok az, hogy az erős húzófeszültség GG; a folyadék üregbe, amelyet kavitációnak neveznek. Az üreg belsejében folyékony gőz vagy a folyadékban oldott más gáz van, és ez akár vákuum is lehet.
A kavitáció következtében kialakult kis buborékok tovább mozognak, felnőnek vagy hirtelen felszakadnak a környező közeg rezgésével. Amikor felrobban, a környező folyadék hirtelen a buborékba rohan, magas hőmérsékletet, nagy nyomást és lökéshullámokat generálva. A kavitációval járó belső súrlódás elektromos töltéseket képezhet, és a kisülés miatt fénykibocsátást okozhat a buborékokban. A folyadék ultrahangos kezelésének technológiája leginkább a kavitációval függ össze.
3. Hőhatás
Az ultrahang nagy frekvenciája és nagy energiája miatt nyilvánvaló hőhatás érhető el, ha a közeg elnyeli.
4. Kémiai hatások
Az ultrahang hatása elősegítheti vagy felgyorsíthatja bizonyos kémiai reakciókat. Például a tiszta desztillált vizet ultrahangos kezelésnek vetik alá hidrogén-peroxid előállítására; a nitrogénben oldott víz ultrahangos kezelés után salétromsavat termel; a festék vizes oldata az ultrahangos kezelés után megváltoztatja a színét vagy elhalványul. Ezen jelenségek előfordulását mindig kavitáció kíséri. Az ultrahang számos kémiai anyag hidrolízisét, bomlását és polimerizációját is felgyorsíthatja.
Az ultrahang jelentős hatással van a fotokémiai és elektrokémiai folyamatokra is. A különféle aminosavak és egyéb szerves anyagok vizes oldatainak ultrahangos feldolgozása után a jellegzetes abszorpciós sávok eltűnnek, és egységes általános felszívódást mutatnak, ami azt jelzi, hogy a kavitáció megváltoztatta a molekulaszerkezetet.
