Učinak ultrazvuka
Kada se ultrazvučni val širi u mediju, uslijed interakcije između ultrazvučnog vala i medija, medij se podvrgava fizikalnim i kemijskim promjenama, što rezultira nizom mehaničkih, toplinskih, elektromagnetskih i kemijskih ultrazvučnih učinaka, uključujući sljedeća četiri učinka:
1. Mehanički učinci
Mehaničko djelovanje ultrazvuka može pospješiti tekuću emulgizaciju, ukapljivanje gela i čvrstu disperziju. Kada se u ultrazvučnom fluidnom mediju stvori stojeći val, sitne čestice suspendirane u tekućini kondenziraju se na čvorovima uslijed mehaničke sile stvarajući povremeno nakupljanje u prostoru. Kada se ultrazvučni valovi šire u piezoelektričnim materijalima i magnetostriktivnim materijalima, inducirana električna polarizacija i inducirana magnetizacija zbog mehaničkog djelovanja ultrazvučnih valova (vidi dielektričnu fiziku i magnetostrikciju).
2. Kavitacija
Kada ultrazvučni valovi djeluju na tekućine, može se stvoriti veliki broj malih mjehurića. Jedan je od razloga što se u tekućini pojavljuje djelomično vlačno naprezanje koje stvara negativni tlak. Smanjenje tlaka čini da se plin izvorno otopljen u tekućini prezasićuje i izlazi iz tekućine te postaje mali mjehurići. Drugi razlog je taj što snažno vlačno naprezanje&"razdire" GG; tekućina u udubinu, koja se naziva kavitacija. Unutar šupljine nalazi se tekuća para ili drugi plin otopljen u tekućini, a može čak biti i vakuum.
Mali mjehurići nastali uslijed kavitacije nastavit će se kretati, rasti ili iznenada pucati vibracijama okolnog medija. Kad pukne, okolna tekućina iznenada naleti u mjehur stvarajući visoku temperaturu, visoki tlak i udarne valove. Unutarnje trenje praćeno kavitacijom može stvoriti električne naboje i uzrokovati emisiju svjetlosti u mjehurićima zbog pražnjenja. Tehnologija ultrazvučnog tretmana u tekućini uglavnom se odnosi na kavitaciju.
3. Toplinski učinak
Zbog visoke frekvencije i visoke energije ultrazvuka, može proizvesti očigledan toplinski učinak kada ga medij apsorbira.
4. Kemijski učinci
Učinak ultrazvuka može potaknuti ili ubrzati određene kemijske reakcije. Na primjer, čista destilirana voda podvrgava se ultrazvučnoj obradi da bi se dobio vodikov peroksid; voda otopljena u dušiku stvara dušičnu kiselinu nakon ultrazvučnog tretmana; vodena otopina boje promijenit će boju ili izblijedjeti nakon ultrazvučnog tretmana. Pojava ovih pojava uvijek je popraćena kavitacijom. Ultrazvuk također može ubrzati hidrolizu, razgradnju i polimerizaciju mnogih kemijskih tvari.
Ultrazvuk također ima značajan učinak na fotokemijske i elektrokemijske procese. Nakon ultrazvučne obrade vodenih otopina različitih aminokiselina i drugih organskih tvari, karakteristične apsorpcijske trake nestaju i pokazuju jednoliku opću apsorpciju, što ukazuje na to da je kavitacija promijenila molekularnu strukturu.
