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超声波在介质中会产生哪些效应
点击次数:773 发布时间:2019-12-09

超声波在介质中进行传播时,会与传播介质发生多种效应,使得介质产生相应的机械、物理、电磁、化学变化,进而产生诸如机械的、电磁的、热能的、化学的相关效应:

(1)机械效应:超声波所产生的机械振动作用会使得固体介质分散化,液体介质产生乳化,凝胶体介质产生液化。流体介质在超声波作用下,产生驻波现象,导致流体中的微小悬浮粒子在机械力作用下聚集于波节上,在空间上表现为周期性的粒子聚集。磁致伸缩材料在超声波的机械振动作用下,会产生机械压缩,从而引起磁化。压电材料在超声波的机械振动作用下,会产生机械压缩,从而引起感应电荷。

(2)空化效应:超声波在液体中传播时,液体中的微小粒子在超声波作用下产生剧烈运动,从而产生很多微小气泡。这些小气泡会随着超声波的作用而瞬间膨胀并破裂,从而使得这些微小粒子产生非常强的高速碰撞,并产生极高的压强。这种微粒间剧烈的碰撞和摩擦作用,使得两种不相溶的液体产生乳化现象,同时还会使得液体的温度急剧升高,从而加速溶质的溶解过程,提高了液体的化学反应速度。这种液体在超声波作用下产生的效应叫做空化效应。

 

(3)热效应:超声波在介质中传播时会引起质点振动和粒子摩擦,部分超声波能量被粒子吸收转变为热能,介质温度就会相应升高。同时由于高频超声波携带的能量非常大,撞击作用时,能量被介质吸收而产生显著的热效应。

(4)化学效应:超声波的空化作用同时还会使得液体的温度急剧升高,从而加速溶质的溶解,加速液体的化学反应速度。超声波还可以对大量化学物质的聚合、分解和水解过程产生明显的催化和加速作用。超声波效应对电化学和光化学的某些过程也能产生明显的影响。

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