Коли ультразвукові хвилі поширюються в середовищі, завдяки взаємодії між ультразвуковими хвилями та середовищем, середовище зазнає фізичних і хімічних змін, що призводить до ряду механічних, теплових, електромагнітних і хімічних ультразвукових ефектів, включаючи наступні ефекти:
Механічний вплив
Механічна дія, викликана ультразвуком, може сприяти емульгуванню рідин, розрідженню гелів і дисперсії твердих речовин. Коли ультразвукова рідина утворює стоячу хвилю в середовищі, крихітні частинки, зважені в рідині, конденсуються у вузлі завдяки механічній силі та утворюють періодичне накопичення в середовищі.
Електромагнітний ефект
Коли ультразвукові хвилі поширюються в п'єзоелектричних і магнітострикційних матеріалах, індукована поляризація та індукована намагніченість обумовлені механічною дією ультразвукових хвиль.
Ефект кавітації
Під час впливу на рідину ультразвукових хвиль може утворюватися велика кількість маленьких бульбашок. Одна з причин полягає в тому, що в рідині виникає локальна розтягуюча напруга, утворюючи негативний тиск. Зменшення тиску робить газ, спочатку розчинений у рідині, перенасиченим і виходить із рідини, перетворюючись на маленькі бульбашки. Інша причина полягає в тому, що сильна напруга розтягування «розриває» рідину в порожнину, яка називається кавітацією. Усередині порожнини є рідка пара або інший газ, який розчиняється в рідині, можливо навіть у вакуумі. Маленькі бульбашки, утворені кавітацією, продовжуватимуть рухатися, рости або лопатися під впливом вібрації навколишнього середовища. Коли він лопається, навколишня рідина раптово виривається на бульбашки, створюючи високу температуру та високий тиск, а також ударні хвилі. Внутрішнє тертя, яке супроводжує кавітацію, може утворювати електричний заряд і викликати світіння в бульбашках через розряд. Технологія ультразвукової обробки в рідині в основному пов'язана з кавітацією.
Тепловий ефект
Завдяки високій ультразвуковій частоті та високій енергії він може створювати значні термічні ефекти, коли поглинається деталлю.
Хімічний ефект
Вплив ультразвукових хвиль може сприяти або прискорювати певні хімічні реакції. Наприклад, чиста дистильована вода генерує перекис водню після обробки ультразвуком; вода, розчинена в азоті, генерує азотисту кислоту після обробки ультразвуком; і водний розчин барвника змінить колір або зникає після обробки ультразвуком. Ці явища завжди супроводжуються кавітацією. Ультразвук також може прискорити процеси гідролізу, розкладання та полімеризації багатьох хімічних речовин. Ультразвук також має значний вплив на фотохімічні та електрохімічні процеси. Після ультразвукової обробки різних водних розчинів різних амінокислот та інших органічних речовин характерна смуга спектру поглинання зникає і показує рівномірне загальне поглинання, що вказує на те, що молекулярна структура була змінена кавітацією.
