اثر مافوق صوت

اثر مافوق صوت

هنگامی که موج مافوق صوت در محیط انتشار, با توجه به تعامل بین موج مافوق صوت و محیط, رسانه تحت تغییرات فیزیکی و شیمیایی, در نتیجه یک سری از اثرات مکانیکی, حرارتی, الکترومغناطیسی و شیمیایی مافوق صوت, از جمله چهار اثر زیر:

1. اثرات مکانیکی

عمل مکانیکی سونوگرافی می تواند تقلید مایع، مایع ژل و پراکنده شدن جامد را ترویج کند. هنگامی که یک موج ایستاده در محیط سیال مافوق صوت تشکیل می شود، ذرات ریز معلق در مایع به دلیل نیروی مکانیکی در گره ها متراکم می شوند و تجمع دوره ای در فضا را تشکیل می دهند. هنگامی که امواج مافوق صوت انتشار در مواد پیزوالکتریک و مواد مغناطیسی، قطبش الکتریکی القایی و مغناطیس القا شده با توجه به عمل مکانیکی امواج مافوق صوت (نگاه کنید به فیزیک دی الکتریک و مغناطیس).

2. Cavitation

هنگامی که امواج مافوق صوت بر روی مایعات عمل می کنند، می توان تعداد زیادی حباب کوچک تولید کرد. یک دلیل آن این است که تنش کششی جزئی در مایع ظاهر می شود تا فشار منفی تشکیل دهد. کاهش فشار باعث می شود که گاز در اصل در سوپر اشباع مایع حل شود و از مایع فرار کند و به حباب های کوچک تبدیل شود. دلیل دیگر این است که استرس کششی قوی مایع را به توخالی «اشک» می کند که حفره نامیده می شود. در داخل حفره بخار مایع یا گاز دیگری است که در مایع حل می شود، و حتی ممکن است خلاء باشد.

حباب های کوچک تشکیل شده به دلیل حفره به حرکت، رشد یا ناگهان پشت سر هم با لرزش محیط اطراف ادامه خواهند داد. هنگامی که آن را پشت سر هم, مایع اطراف به طور ناگهانی عجله به حباب, تولید درجه حرارت بالا, فشار بالا, و امواج شوک. اصطکاک داخلی همراه با حفره می تواند بارهای الکتریکی را تشکیل دهد، و باعث انتشار نور در حباب ها به دلیل تخلیه شود. فن آوری درمان مافوق صوت در مایع است که بیشتر مربوط به حفره.

3. اثر حرارتی

با توجه به فرکانس بالا و انرژی بالای مافوق صوت, آن را می تواند اثر حرارتی آشکار تولید زمانی که توسط محیط جذب.

4. اثرات شیمیایی

اثر سونوگرافی می تواند واکنش های شیمیایی خاصی را ترویج یا تسریع کند. به عنوان مثال، آب خالص مبتکر تحت درمان مافوق صوت برای تولید پراکسید هیدروژن؛ نیتروژن حل آب تولید اسید نیتروژن پس از درمان مافوق صوت; رنگ محلول آبی رنگ و یا محو شدن پس از درمان مافوق صوت را تغییر دهید. وقوع این پدیده ها همواره با حفره همراه است. سونوگرافی همچنین می تواند هیدرولیز، تجزیه و پلیمریزاسیون بسیاری از مواد شیمیایی را تسریع کند.

سونوگرافی همچنین تأثیر قابل توجهی بر فرایندهای فتوشیمیایی و الکتروشیمیایی دارد. پس از محلول های آبی اسیدهای آمینه مختلف و سایر مواد آلی به صورت مافوق صوت پردازش می شوند، باندهای جذب مشخصه ناپدید می شوند و جذب عمومی یکنواختی را نشان می دهند که نشان می دهد حفره ساختار مولکولی را تغییر داده است.