Ultraheli mõju
Kui ultrahelilaine levib keskkonnas ultrahelilaine ja keskkonna vastastikmõju tõttu, toimib keskkond füüsikaliste ja keemiliste muutustega, mille tulemuseks on rida mehaanilisi, termilisi, elektromagnetilisi ja keemilisi ultraheliefekte, sealhulgas neli järgmist mõju:
1. Mehaanilised mõjud
Ultraheli mehaaniline toime võib soodustada vedeliku emulgeerumist, geeli vedeldamist ja tahke dispersiooni. Kui ultraheli vedeliku keskkonnas moodustub seisev laine, kondenseeruvad vedelikus suspendeeritud pisikesed osakesed sõlmedes mehaanilise jõu mõjul, moodustades ruumis perioodilise kogunemise. Kui ultrahelilained levivad piesoelektrilistes materjalides ja magnetostriktiivsetes materjalides, põhjustas see ultrahelilainete mehaanilise toime tõttu elektrilist polarisatsiooni ja indutseeritud magnetiseerumist (vt dielektriline füüsika ja magnetostriktsioon).
2. Kavitatsioon
Kui ultrahelilained mõjuvad vedelikele, võib tekkida suur hulk väikseid mulli. Üks põhjus on see, et vedelikus ilmneb alarõhu moodustamiseks osaline tõmbepinge. Rõhu langus muudab vedelikus algselt lahustunud gaasi üleküllastuvaks ja voolab vedelikust välja ning muutub väikesteks mullideks. Teine põhjus on see, et tugev tõmbepinge&rebib&vedelik õõnsusse, mida nimetatakse kavitatsiooniks. Õõnsuse sees on vedel aur või mõni muu vedelik, mis on vedelikus lahustunud, ja see võib olla isegi vaakum.
Kavitatsiooni tagajärjel tekkinud väikesed mullid liiguvad edasi, kasvavad suureks või purunevad ootamatult ümbritseva keskkonna vibratsiooniga. Kui see lõhkeb, tormab ümbritsev vedelik äkki mulli, tekitades kõrge temperatuuri, kõrge rõhu ja lööklaineid. Sisemine hõõrdumine, millega kaasneb kavitatsioon, võib moodustada elektrilaenguid ja põhjustada tühjenemise tõttu mullides valgusemissiooni. Vedeliku ultraheliravi tehnoloogia on enamasti seotud kavitatsiooniga.
3. Termiline efekt
Ultraheli kõrgsageduse ja kõrge energia tõttu võib see keskkonna poolt imendudes tekitada ilmset termilist efekti.
4. Keemilised mõjud
Ultraheli mõju võib teatud keemilisi reaktsioone soodustada või kiirendada. Näiteks puhas destilleeritud vesi läbib ultraheli vesinikperoksiidi tootmiseks; lämmastikus lahustunud vesi toodab pärast ultraheliga töötlemist dilämmastikhapet; värvaine vesilahus muudab värvi või tuhmub pärast ultraheliga töötlemist. Nende nähtuste esinemisega kaasneb alati kavitatsioon. Ultraheli võib kiirendada ka paljude keemiliste ainete hüdrolüüsi, lagunemist ja polümerisatsiooni.
Ultrahelil on oluline mõju ka fotokeemilistele ja elektrokeemilistele protsessidele. Pärast erinevate aminohapete ja muude orgaaniliste ainete vesilahuste ultraheliga töötlemist kaovad iseloomulikud neeldumisribad ja näitavad ühtlast üldist imendumist, mis näitab, et kavitatsioon on muutnud molekulaarstruktuuri.
