超声场产生的理化生效应

1.机械效应
超声在传播过程中,会引起质点的交替压缩与伸张,构成了压力的
变化,引起机械效应。超声引起的介质质点振动,虽然位移和速度不
大,但其质点加速度与超声振动频率的平方成正比,可以达到很高,有
时超过重力加速度数万倍,对介质造成强大的机械效应
2.热效应
由于物质的声吸收特性,超声能量射入物质后,部分超声能量将转
变成热能,并使物质温度升高。物质温度与声吸收有着密切的关系。超
声热效应的机理大致有如下几方面:(1)超声振动通过介质时能量发生
转变;(2)介质质点存在周期性紧缩,以致引起温度增高中心,该中心
发生在超声波的压缩相位中;(3)在不同种组织分界部分,由于组织分
层,介质阻抗不同,将产生反射,形成驻波,引起分子间相对运动,产
生摩擦而形成热,这时在与驻波区相应的位置上就有局部温度增高。在
这些因素中,介质的声吸收是热效应产生的主要因素。
3.空化效应
超声空化是功率超声在液体介质中引起的一种特有的物理过程,是
个复杂的非线性声学问题。超声空化是这样产生的:存在于液体中的
微气泡(空化核)在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡将
迅速膨胀,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,最终崩溃,这种
微小气泡振动、膨胀、闭合、崩溃等一系列动力学过程称为声空化
( Acoustic cavitation)。多年来声空化现象是超声学及其应用的一项基础研究.

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