Učinak ultrazvuka
Kada se ultrazvučni talas širi u mediju, uslijed interakcije između ultrazvučnog vala i medija, medij se podvrgava fizičkim i kemijskim promjenama, što rezultira nizom mehaničkih, toplotnih, elektromagnetskih i kemijskih ultrazvučnih efekata, uključujući sljedeća četiri efekta:
1. Mehanički efekti
Mehaničko djelovanje ultrazvuka može pospješiti tekuću emulgizaciju, ukapljivanje gela i čvrstu disperziju. Kada se u ultrazvučnom fluidnom mediju formira stojni val, sitne čestice suspendirane u fluidu kondenziraju se na čvorovima uslijed mehaničke sile, stvarajući periodično nakupljanje u prostoru. Kada se ultrazvučni valovi šire u piezoelektričnim materijalima i magnetostriktivnim materijalima, inducirana električna polarizacija i inducirana magnetizacija uslijed mehaničkog djelovanja ultrazvučnih valova (vidi dielektričnu fiziku i magnetostrikciju).
2. Kavitacija
Kada ultrazvučni talasi djeluju na tekućine, može se stvoriti veliki broj malih mjehurića. Jedan od razloga je taj što se u tečnosti pojavljuje delimično vlačno naprezanje koje stvara negativni pritisak. Smanjenjem pritiska gas se prvobitno rastvara u tečnosti prezasićuje i izlazi iz tečnosti te postaje mali mehurići. Drugi razlog je taj što jak zatezni napon&"razdire" GG; tečnost u šupljinu, koja se naziva kavitacija. U unutrašnjosti šupljine nalazi se tečna para ili drugi plin rastvoren u tečnosti, a može biti i vakuum.
Mali mjehurići nastali uslijed kavitacije nastavit će se kretati, rasti ili iznenada pucati vibracijama okolnog medija. Kad pukne, okolna tečnost iznenada naleti u mjehur, stvarajući visoke temperature, visoki pritisak i udarne valove. Unutarnje trenje praćeno kavitacijom može stvoriti električne naboje i uzrokovati emisiju svjetlosti u mjehurićima zbog pražnjenja. Tehnologija ultrazvučnog tretmana u tečnosti uglavnom se odnosi na kavitaciju.
3. Termički efekat
Zbog visoke frekvencije i visoke energije ultrazvuka, može proizvesti očigledan toplotni efekt kada ga apsorbuje medijum.
4. Hemijski efekti
Učinak ultrazvuka može pospješiti ili ubrzati određene hemijske reakcije. Na primjer, čista destilirana voda podvrgava se ultrazvučnom tretmanu da bi se dobio vodikov peroksid; voda rastvorena u azotu stvara dušičnu kiselinu nakon ultrazvučnog tretmana; vodena otopina boje će promijeniti boju ili izblijedjeti nakon ultrazvučnog tretmana. Pojava ovih pojava uvijek je praćena kavitacijom. Ultrazvuk takođe može ubrzati hidrolizu, razgradnju i polimerizaciju mnogih hemijskih supstanci.
Ultrazvuk takođe ima značajan uticaj na fotohemijske i elektrohemijske procese. Nakon što se vodene otopine različitih aminokiselina i drugih organskih supstanci ultrazvučno obrade, karakteristične apsorpcijske trake nestaju i pokazuju jednoliku opštu apsorpciju, što ukazuje na to da je kavitacija promijenila molekularnu strukturu.
