Karakteristike Ultrazvuka

Zakone razmnožavanja ultrazvučnih talasa u mediju kao što su refleksija, refrakcija, difrakcija i raspršenje ne razlikuju se u osnovi od zakona (zvučnih) zvučnih talasa. Ali talasna dužina ultrazvuka je veoma kratka, samo nekoliko centimetara, ili čak nekoliko hiljada milimetara. U odnosu na (zvučne) zvučne valove, ultrazvuk ima mnoga egzotična svojstva:

1. Valna dužina ultrazvučnog talasa je vrlo kratka, a veličina uobičajene prepreke je mnogo puta veća od talasne dužine ultrazvučnog talasa, tako da je difrakciona sposobnost ultrazvučnog talasa vrlo loša, ali se može razmnožavati u pravcu pravolinijski u homogenom mediju. karakteristike su izgovaranije. Stoga, kada se ultrazvučni talas razmnožava, usmjerenost je jaka, a energija se lako koncentriše.

2. Ultrazvuk se može razmnožavati u raznim različitim medijima i može putovati dovoljno daleko.

3. Interakcija između ultrazvuka i medija za prijenos zvuka je umjerena, a lako je nositi informacije o stanju medijuma za prijenos zvuka (dijagnoza ili učinak na medij za prijenos zvuka). Ultrazvuk je oblik talasa, koji se može koristiti kao nosilac ili medij za informacije o otkrivanju i učitanosti (kao što je B-ultrazvuk koji se koristi za dijagnozu); Ultrazvuk je također oblik energije, kada njegov intenzivitet premašuje određenu vrijednost, može proći i Medij kroz koji se prenosi ultrazvučni val u interakciji, utječe, mijenja i uništava stanje, svojstva i strukturu ovog ovog (koristi se za terapiju).

Ultrazvučni talas je u interakciji sa medijom tokom procesa razmnožavanja, te fazom i promenu amplitude, što može promijeniti stanje, sastav, strukturu, funkciju i svojstva medija. Ova vrsta promjene se zove ultrazvučni efekat. Interakcija između ultrazvučnog i srednjeg se može podijeliti na toplinski mehanizam, mehanički mehanizam i mehanizam kavitacije.

(1) Toplinski mehanizam: Kada se ultrazvučni val razmnožava u mediju, njegova energija vibracija se kontinuirano apsorbira medijom i pretvara u toplotu, što povećava temperaturu medija. Ovaj efekat povećanja temperature medija naziva se termalni mehanizam ultrazvuka. (2) Mehanički mehanizam: Kada je frekvencija niska, koeficijent apsorpcije je mali, a vrijeme ultrazvučnog djelovanja je vrlo kratko, ultrazvučni učinak nije popraćen očiglednim toplinskim efektom. U ovom trenutku, ultrazvučni efekat se može pripisati mehaničkom mehanizmu, to jest ultrazvučnom efektu potječe od doprinosa mehaničke količine koja karakterizira zvučno polje. Ultrazvuk je također oblik prijenosa mehaničke energije, a parametri kao što su pomak porijekla, brzina vibracija, ubrzanje i zvučni pritisak u procesu fluktuacije mogu izraziti ultrazvučni učinak.

(3) Mehanizam kavitacije: Jedan od glavnih mehanizama ultrazvučnih sonohemijskih efekata je akustična kavitacija (uključujući formiranje, rast i kolaps mjehurića itd.). Fenomen uključuje dva aspekta, to jest jak ultrazvuk proizvodi mjehuriće u tekućini i posebno kretanje mjehurića pod djelovanjem jakog ultrazvuka.

Ultrazvuk je mehanički talas visoke frekvencije sa karakteristikama koncentrirane energije i snažne prodorne snage. Ultrazvuk se sačinjava od niza gustog i gustog uzdužnog talasa, a razmnožava se okolo kroz tekući medij. Kada je akustična energija dovoljno visoka, privlačnost između molekula u tekućoj fazi se razbija tokom labavog polucikla, formirajući kavitaciono nukleus. Životni vijek kavitacionog nukleusa je oko 0,1μs, može generirati lokalnu visoku temperaturu i okruženje visokog tlaka od oko 4000-6000 K i 100MPa u trenutku eksplozije, te generirati mikrojet brzinom od oko 110m/s sa jakom udarnom silom, ovaj fenomen se zove Ultrazvučna kavitacija.