Ultragarso poveikis
Kai ultragarso banga sklido terpėje, dėl ultragarso bangos ir terpės sąveikos terpė patiria fizinius ir cheminius pokyčius, dėl kurių atsiranda mechaninių, terminių, elektromagnetinių ir cheminių ultragarso efektų serija, įskaitant šiuos keturis efektus:
1. Mechaninis poveikis
Mechaninis ultragarso poveikis gali skatinti skysčių emulsiją, gelio suskystinimą ir kietą dispersiją. Kai ultragarso skysčio terpėje susidaro stovinti banga, skystyje suspenduotos mažos dalelės kondensuojasi mazguose dėl mechaninės jėgos, sudarančios periodinį kaupimąsi erdvėje. Kai ultragarso bangos dauginamas pjezoelektrinių medžiagų ir magnetostrictive medžiagų, sukėlė elektros poliarizacijos ir sukeltos magnetizacijos dėl mechaninio poveikio ultragarso bangos (žr. dielektrinę fiziką ir magnetostriction).
2. Kavitacija
Kai ultragarso bangos veikia skysčius, gali būti pagaminta daug mažų burbuliukų. Viena iš priežasčių yra ta, kad skystyje atsiranda dalinis tempimo stresas, kad susidarytų neigiamas slėgis. Slėgio sumažėjimas leidžia dujoms iš pradžių ištirpinti skystame viršsaturate ir pabėgti nuo skysčio ir tapti mažais burbuliukais. Kita priežastis yra ta, kad stiprus tempimo stresas "ašaroja" skystį į tuščiavidurį, vadinamą kavitacija. Viduje ertmė yra skysti garai ar kitos dujos, ištirpintos skystyje, ir tai gali būti net vakuumas.
Maži burbuliukai, susiformavėję dėl kavitacijos, ir toliau judės, augs ar staiga sprogs su aplinkinės terpės vibracija. Kai jis sprogo, aplinkinis skystis staiga skuba į burbulą, sugeneruodamas aukštą temperatūrą, aukštą slėgį ir smūgio bangas. Vidinė trintis, kurią lydi kavitacija, gali sudaryti elektros įkrovą ir sukelti šviesos išmetimą burbuliukuose dėl iškrovos. Ultragarso apdorojimo skysčiu technologija dažniausiai susijusi su kavitacija.
3. Terminis poveikis
Dėl aukšto dažnio ir didelės ultragarso energijos jis gali sukelti akivaizdų šiluminį poveikį, kai absorbuojamas terpėje.
4. Cheminis poveikis
Ultragarso poveikis gali skatinti arba pagreitinti tam tikras chemines reakcijas. Pavyzdžiui, grynas distiliuotas vanduo yra ultragarsu apdorojimo gaminti vandenilio peroksido; azoto ištirpęs vanduo gamina azoto rūgštį po ultragarso apdorojimo; dažų vandeninis tirpalas pakeis spalvą arba išnyks po ultragarso apdorojimo. Šių reiškinių atsiradimą visada lydi kavitacija. Ultragarsas taip pat gali pagreitinti daugelio cheminių medžiagų hidrolizę, skilimą ir polimerizaciją.
Ultragarsas taip pat turi didelį poveikį fotocheminiams ir elektrocheminiams procesams. Ultragarsu apdorojus įvairių aminorūgščių ir kitų organinių medžiagų vandeninius tirpalus, būdingos absorbcijos juostos išnyksta ir rodo vienodą bendrą absorbciją, o tai rodo, kad kavitacija pakeitė molekulinę struktūrą.
