机械效应

超声最基本的原发的效应

机械效应（Mechanical effect）就是电流会产生磁场，巨大的短路电流会产生巨大的电磁应力，对于电路设备的支持部分可能造成机械损坏，超声在介质中前进时所产生的效应。

原理

超声的机械效应是超声最基本的原发的效应，不管超声强度大小均产生此种效应。它的来源有二：一是超声在介质中前进所产生的机械效应，称为行波场中的机械效应；另理超声在介

质传播时由反射而产生的机械效应，称为驻波场中的机械效应。前者由于超声振动使人体组织中各质点受到交替变化的压缩和伸张产生的正压和负压，通讯由此而得到的巨大加速度，在一般治疗强度下，人体组织内的压力变化约为±304kPa（3个大气压），如此时超声频率为1MHz ，则每一细胞所承受的压力变化约为0.4~0.8Pa (4~8mg)。后者由么射波和前进波的干涉而形成，可影响人体组织张力、压力，使机体质点获得更为巨大的加速度，使离解的液体内不同质量的离子获得不同的运动速度。质点大的离子落后于质点小的离子，离子之间便发生相对运动，产生摩擦而形成能量。可知驻波场中的机械效应主要是由于运动速度差引起，它在机械效应中甚至比压力变化所起的作用还要大。已知组织受超声作用时，由换能器振动产生单向性运动的超声场，在组织中反复周期地振荡运动，此种单向流动的声流，在气泡表面、细胞和细胞膜界面特别明显。

引起的反应

基于上述的超声机械效应，它可以引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动，从而显示出一种微细的按摩作用；可引起容积变化，产生细胞浆流动，细胞质颗粒振荡、旋转、摩擦；可刺激细胞半透膜的弥散过程，引起扩散速度和膜渗透性改变；促进新陈代谢，加强血液和淋巴循环，改善组织营养，改变蛋白合成率，提高再生机能等。

超声机械效应使细胞内部结构发生变化，导致细胞一系列功能变化。如神经生物电活性降低，致脊髓幅度降低。在大剂量超声作用下更为明显，以上可显示超声的镇痛作用。可使致密、坚硬的结缔组织延伸、松软，用以治疗瘢痕疙瘩、硬皮症及挛缩等。

实验同样证明超声机械效应对生物体能产生影响，小剂量超声可抑制白细胞变开运动，促进嗜酸性粒细胞的原浆颗粒产生旋转运动；剂量加大，旋转增快，一些颗粒甚至可被抛出细胞膜外，个别红细胞也能发生旋转运动。停止超声作用后，以上现象立即消失。超声作用于蛙舌背和腹腔血管时，也发现血流间断以及血液有形成分的旋转运动等。

作用

机械搅拌

超声的高频振动及辐射压力可在气、液体中形成有效的搅动与流动。空化气泡振动对固体表面产生的强烈射流及局部微冲流，均能显著减弱液体的表面张力及摩擦力，并破坏固-液界面的附面层，因而达到普通低频机械搅动达不到的效果。这一作用是药物透入，美容品导入皮肤，超声除气，食品及化妆品调匀细化等应用的物理基础。

相互扩散

利用超声振动及空化的压力、高温效应，促使两种液体，两种固体，或液-固、液-气界面之间，发生分子的相互渗透，形成新的物质属性。金属或塑料的超声焊接，超声乳化、清洗、雾化可归为此类作用。

均匀化

空化气泡闭合后产生的局部冲击波，可粉碎液体中的颗粒，使其细化；使结晶均匀；将较大、不均匀乳滴分散为微小均匀药剂（如医用造影剂、治癌药剂等）；甚至可包括消溶血栓等作用。

凝聚作用

超声振动可使气、液媒质中悬浮粒子以不同速度运动，增加相碰撞机会；或利用驻波使它们趋于波腹处，从而发生凝聚过程。烟道收尘、人工降雨可属此类。

机械切削作用

因超声振动加速度甚大，加上空化的声腐蚀作用，可对硬脆材料（宝石、陶瓷、玻璃、磁钢等）进行特形精密加工。

机械粉碎作用