Khi sóng siêu âm lan truyền trong môi trường, do sự tương tác giữa sóng siêu âm và môi trường, môi trường trải qua những thay đổi về vật lý và hóa học, dẫn đến một loạt các hiệu ứng siêu âm cơ, nhiệt, điện từ và hóa học, bao gồm các tác dụng sau:
Hiệu ứng cơ học
Tác động cơ học do siêu âm gây ra có thể thúc đẩy quá trình nhũ hóa chất lỏng, hóa lỏng gel và phân tán chất rắn. Khi chất lỏng siêu âm tạo thành sóng đứng trong môi trường, các hạt nhỏ lơ lửng trong chất lỏng bị ngưng tụ tại nút do lực cơ học và hình thành sự tích tụ định kỳ trong môi trường.
Hiệu ứng điện từ
Khi sóng siêu âm lan truyền trong vật liệu áp điện và vật liệu từ giảo sẽ gây ra sự phân cực và từ hóa cảm ứng do tác dụng cơ học của sóng siêu âm.
Hiệu ứng cavitation
Một số lượng lớn bong bóng nhỏ có thể được tạo ra khi sóng siêu âm tác động vào chất lỏng. Một lý do là ứng suất kéo cục bộ xảy ra trong chất lỏng tạo thành áp suất âm. Áp suất giảm làm cho khí ban đầu hòa tan trong chất lỏng quá bão hòa và thoát ra khỏi chất lỏng trở thành bong bóng nhỏ. Một lý do khác là ứng suất kéo mạnh làm “xé” chất lỏng thành một khoang gọi là xâm thực. Bên trong khoang là hơi lỏng hoặc khí khác hòa tan trong chất lỏng, thậm chí có thể là chân không. Các bong bóng nhỏ hình thành do xâm thực sẽ tiếp tục di chuyển, phát triển hoặc vỡ ra do sự rung động của môi trường xung quanh. Khi nó vỡ, chất lỏng xung quanh đột nhiên vỡ thành bong bóng, tạo ra nhiệt độ và áp suất cao cũng như sóng xung kích. Ma sát bên trong đi kèm với hiện tượng xâm thực có thể tạo thành điện tích và gây ra hiện tượng phát quang trong bong bóng do phóng điện. Công nghệ xử lý siêu âm trong chất lỏng chủ yếu liên quan đến cavitation.
Hiệu ứng nhiệt
Do tần số siêu âm cao và năng lượng cao, nó có thể tạo ra hiệu ứng nhiệt đáng kể khi được phôi hấp thụ.
Tác dụng hóa học
Tác dụng của sóng siêu âm có thể thúc đẩy hoặc đẩy nhanh một số phản ứng hóa học. Ví dụ, nước cất tinh khiết tạo ra hydrogen peroxide sau khi xử lý bằng siêu âm; nước hòa tan nitơ tạo ra axit nitơ sau khi xử lý siêu âm; và dung dịch nước nhuộm sẽ đổi màu hoặc phai màu sau khi xử lý bằng siêu âm. Những hiện tượng này luôn đi kèm với hiện tượng xâm thực. Siêu âm cũng có thể đẩy nhanh quá trình thủy phân, phân hủy và trùng hợp của nhiều hóa chất. Siêu âm cũng có ảnh hưởng đáng kể đến các quá trình quang hóa và điện hóa. Sau khi xử lý siêu âm các dung dịch nước khác nhau của các axit amin và các chất hữu cơ khác, dải phổ hấp thụ đặc trưng biến mất và cho thấy sự hấp thụ chung đồng đều, điều này cho thấy cấu trúc phân tử đã bị thay đổi do xâm thực.
