Ultraskaņas efekts
Kad ultraskaņas vilnis izplatās vidē, pateicoties mijiedarbībai starp ultraskaņas vilni un barotni, vide iziet fiziskas un ķīmiskas izmaiņas, kā rezultātā rodas virkne mehānisku, termisku, elektromagnētisku un ķīmisku ultraskaņas efektu, ieskaitot šādus četrus efektus:
1. Mehāniskā iedarbība
Ultraskaņas mehāniskā iedarbība var veicināt šķidruma emulēšanu, gēla sašķidrināšanu un cieto dispersiju. Kad ultraskaņas šķidruma vidē veidojas stāvošs vilnis, sīkās daļiņas, kas suspendētas šķidrumā, tiek kondensētas mezglos mehāniska spēka dēļ, veidojot periodisku uzkrāšanos telpā. Kad ultraskaņas viļņi izplatās pjezoelektriskos materiālos un magnetostrictive materiālos, inducēja elektriskā polarizācija un inducētā magnetizācija ultraskaņas viļņu mehāniskās darbības dēļ (skatīt dielektrisko fiziku un magnetostriction).
2. Kavitācija
Kad ultraskaņas viļņi darbojas uz šķidrumiem, var ražot lielu skaitu mazu burbuļu. Viens no iemesliem ir tas, ka daļēja stiepes stress parādās šķidrumā, lai veidotu negatīvu spiedienu. Spiediena samazināšanās padara gāzi, kas sākotnēji izšķīdināta šķidrumā, aizstāj un izbēg no šķidruma un kļūst par maziem burbuļiem. Otrs iemesls ir tas, ka spēcīgs stiepes stress "asaras" šķidrumu dobi, ko sauc kavitācija. Iekšpusē dobumā ir šķidrs tvaiks vai citu gāzi izšķīdina šķidrumā, un tas var pat būt vakuums.
Mazie burbuļi veidojas sakarā ar kavitāciju turpinās kustēties, aug vai pēkšņi pārsprāgt ar vibrāciju apkārtējo vidi. Kad tas pārrāvumi, apkārtējo šķidrumu pēkšņi ieslīd uz burbulis, radot augstu temperatūru, augsta spiediena, un trieciena viļņiem. Iekšējā berze kopā ar kavitāciju var veidot elektrisko lādiņu, un izraisīt gaismas emisijas burbuļi dēļ izlādes. Ultraskaņas apstrādes tehnoloģija šķidrumā galvenokārt ir saistīta ar kavitāciju.
3. Termiskais efekts
Pateicoties augstai frekvencei un lielai ultraskaņas enerģijai, tas var radīt acīmredzamu termisko efektu, kad to absorbē vide.
4. Ķīmiskā iedarbība
Ultraskaņas iedarbība var veicināt vai paātrināt noteiktas ķīmiskas reakcijas. Piemēram, tīrs destilēts ūdens tiek apstrādāts ar ultraskaņu, lai ražotu ūdeņraža peroksīdu; slāpekļa izšķīdušais ūdens ražo slāpekļa skābi pēc ultraskaņas apstrādes; krāsu ūdens šķīdums pēc ultraskaņas apstrādes mainīs krāsu vai izbalēs. Šo parādību rašanos vienmēr pavada kavitācija. Ultraskaņa var arī paātrināt hidrolīzi, sadalīšanos un polimerizāciju daudzu ķīmisko vielu.
Ultraskaņai ir arī nozīmīga ietekme uz fotoķīmiskajiem un elektroķīmiskajiem procesiem. Pēc tam, kad dažādu aminoskābju un citu organisko vielu ūdens šķīdumi ir ultrasoniski apstrādāti, raksturīgās absorbcijas joslas pazūd un parāda vienotu vispārējo absorbciju, kas norāda, ka kavitācija ir mainījusi molekulāro struktūru.
