Kun ultraääniaallot etenevät väliaineessa, ultraääniaaltojen ja väliaineen välisen vuorovaikutuksen vuoksi väliaine käy läpi fysikaalisia ja kemiallisia muutoksia, mikä johtaa sarjaan mekaanisia, lämpö-, sähkömagneettisia ja kemiallisia ultraäänivaikutuksia, mukaan lukien seuraavat vaikutukset:
Mekaaninen vaikutus
Ultraäänen aiheuttama mekaaninen vaikutus voi edistää nesteiden emulgoitumista, geelien nesteytymistä ja kiinteiden aineiden hajoamista. Kun ultraäänineste muodostaa väliaineessa seisovan aallon, nesteeseen suspendoituneet pienet hiukkaset tiivistyvät solmukohtaan mekaanisen voiman vaikutuksesta ja muodostavat jaksoittaista kertymistä väliaineeseen.
Sähkömagneettinen vaikutus
Kun ultraääniaallot etenevät pietsosähköisissä materiaaleissa ja magnetostriktiivisissa materiaaleissa, indusoitunut polarisaatio ja indusoitunut magnetointi johtuu ultraääniaaltojen mekaanisesta vaikutuksesta.
Kavitaatiovaikutus
Suuri määrä pieniä kuplia voi syntyä, kun ultraääniaaltoja kohdistetaan nesteeseen. Yksi syy on se, että nesteessä esiintyy paikallinen vetojännitys, joka muodostaa alipaineen. Paineen aleneminen tekee alun perin nesteeseen liuenneen kaasun ylikyllästyneeksi ja pakenee nesteestä pieniksi kupliksi. Toinen syy on se, että voimakas vetojännitys "repii" nesteen onteloon, jota kutsutaan kavitaatioksi. Ontelon sisällä on nestehöyryä tai muuta nesteeseen liukenevaa kaasua, ehkä jopa tyhjiötä. Kavitaation muodostamat pienet kuplat jatkavat liikkumista, kasvua tai puhkeamista ympäröivän väliaineen värähtelyn mukana. Kun se räjähtää, ympäröivä neste räjähtää yhtäkkiä kupliin synnyttäen korkeaa lämpötilaa ja korkeaa painetta sekä shokkiaaltoja. Kavitaatioon liittyvä sisäinen kitka voi muodostaa sähkövarauksen ja aiheuttaa luminesenssia kuplissa purkautumisen vuoksi. Ultraäänikäsittelyn tekniikka nesteessä liittyy enimmäkseen kavitaatioon.
Lämpövaikutus
Korkean ultraäänitaajuuden ja korkean energian ansiosta se voi tuottaa merkittäviä lämpövaikutuksia, kun se imeytyy työkappaleeseen.
Kemiallinen vaikutus
Ultraääniaaltojen vaikutus voi edistää tai nopeuttaa tiettyjä kemiallisia reaktioita. Esimerkiksi puhdas tislattu vesi tuottaa vetyperoksidia ultraäänikäsittelyn jälkeen; typellä liuennut vesi tuottaa typpihappoa ultraäänikäsittelyn jälkeen; ja väriaineen vesiliuos muuttaa väriä tai haalistuu ultraäänikäsittelyn jälkeen. Näihin ilmiöihin liittyy aina kavitaatio. Ultraääni voi myös nopeuttaa monien kemikaalien hydrolyysi-, hajoamis- ja polymerointiprosesseja. Ultraäänellä on myös merkittävä vaikutus fotokemiallisiin ja sähkökemiallisiin prosesseihin. Erilaisten aminohappojen ja muiden orgaanisten aineiden vesiliuosten ultraäänikäsittelyn jälkeen tunnusomainen absorptiospektrivyöhyke katoaa ja näyttää tasaisen yleisen absorption, mikä osoittaa, että molekyylirakenne on muuttunut kavitaatiolla.
