Lorsque les ondes ultrasonores se propagent dans le milieu, en raison de l'interaction entre les ondes ultrasonores et le milieu, le milieu subit des modifications physiques et chimiques, entraînant une série d'effets ultrasonores mécaniques, thermiques, électromagnétiques et chimiques, notamment les effets suivants :
Effet mécanique
L'action mécanique provoquée par les ultrasons peut favoriser l'émulsification des liquides, la liquéfaction des gels et la dispersion des solides. Lorsque le fluide ultrasonique forme une onde stationnaire dans le milieu, les minuscules particules en suspension dans le fluide se condensent au niveau du nœud en raison de la force mécanique et forment une accumulation périodique dans le milieu.
Effet électromagnétique
Lorsque les ondes ultrasonores se propagent dans des matériaux piézoélectriques et des matériaux magnétostrictifs, une polarisation induite et une magnétisation induite sont dues à l'action mécanique des ondes ultrasonores.
Effet de cavitation
Un grand nombre de petites bulles peuvent être générées lorsque des ondes ultrasonores sont appliquées au liquide. L’une des raisons est qu’une contrainte de traction locale se produit dans le liquide pour former une pression négative. La diminution de pression rend le gaz initialement dissous dans le liquide sursaturé et s’échappe du liquide pour devenir de petites bulles. Une autre raison est que la forte contrainte de traction « déchire » le liquide dans une cavité appelée cavitation. À l’intérieur de la cavité se trouve de la vapeur liquide ou un autre gaz qui se dissout dans le liquide, peut-être même dans le vide. Les petites bulles formées par la cavitation continueront à se déplacer, à croître ou à éclater avec les vibrations du milieu environnant. Lorsqu'il éclate, le liquide environnant éclate soudainement dans les bulles pour générer une température et une pression élevées, ainsi que des ondes de choc. Le frottement interne qui accompagne la cavitation peut former une charge électrique et provoquer une luminescence dans les bulles due à la décharge. La technologie du traitement par ultrasons dans un liquide est principalement liée à la cavitation.
Effet thermique
En raison de la fréquence ultrasonore élevée et de l’énergie élevée, ils peuvent produire des effets thermiques importants lorsqu’ils sont absorbés par la pièce.
Effet chimique
L'effet des ondes ultrasonores peut favoriser ou accélérer certaines réactions chimiques. Par exemple, l’eau distillée pure génère du peroxyde d’hydrogène après traitement par ultrasons ; l'eau dissoute dans l'azote génère de l'acide nitreux après traitement par ultrasons ; et la solution aqueuse de colorant changera de couleur ou s'estompera après le traitement par ultrasons. Ces phénomènes s'accompagnent toujours de cavitation. Les ultrasons peuvent également accélérer les processus d’hydrolyse, de décomposition et de polymérisation de nombreux produits chimiques. Les ultrasons ont également un effet significatif sur les processus photochimiques et électrochimiques. Après le traitement ultrasonique de diverses solutions aqueuses de divers acides aminés et autres substances organiques, la bande caractéristique du spectre d'absorption disparaît et montre une absorption générale uniforme, ce qui indique que la structure moléculaire a été modifiée par cavitation.
