明明是“超声”清洗，咋还在“滋滋”作响？( 二 ) 超声清洗

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如此神奇现象的背后到底蕴藏了什么机理？其实并不复杂。
我们在前一部分说过，声波在液体中只能以纵波的形式传播，而纵波在传播过程中会造成液体内局部压力的不平衡。

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纵波传播时不同区域压力示意图 | 图源：参考资料[2]
又因为纵波一直在传播，这些低压区域很快就会感受到一股高压袭来，于是就出现了从中部开始凹陷，进而穿孔使整个气泡破裂的过程。
高压过去后又一个低压到来，新一轮过程开始并周期往复。
整个过程被称为超声波的空化作用，人眼之所以无法观察到其中的细节，是因为超声波的频率实在太高，高压与低压交替之快，以至于人眼根本无法分辨。

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尽管这个过程人眼难以捕捉，但是千万别小看这些气泡破裂时所产生的威力。
由于气泡形成时内外压强差极大，而且在最终破裂时能量高度集中，所以空化作用能在小范围内产生一瞬间的极高压（几千个大气压）和极高温（几千摄氏度）。
也正是因为在液体内能产生如此极端条件，物品表面的污垢才能被脱落，从而起到清洗的作用。

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03
文章开头的问题能回答了吗？
感觉说了半天一直没有直面“滋滋”声的来源这个问题，其实小编不是故意躲着不答，而是这个“滋滋”声和空化作用息息相关。

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这个刺耳的“滋滋”声，其实源于空化作用产生的小气泡与机器内壁的撞击。

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我们先前讲过，这些由空化作用产生的小气泡，可产生小范围的瞬时极高压极高温。
而机器内壁一般都是不锈钢材质，强度较大，故发生碰撞时就会产生较为尖锐的声音。
而且这个声音的频率又恰好在人耳可听到的频率范围内，所以我们就会听到这刺耳的“滋滋”声。

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没想到一个司空见惯的超声清洗，居然藏有这么多有意思的知识，不过尽管如此，它还是好吵啊……
【明明是“超声”清洗，咋还在“滋滋”作响？】

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[2] Fuchs F J. Ultrasonic cleaning, fundamental theory and application[C]//NASA CONFERENCE PUBLICATION. NASA, 1995: 369-369.
[3] 许忠华,张洪波.超声清洗的空化作用机理[J].哈尔滨铁道科技,2009(04):3-5.
[4] Brennen C E. Cavitation and bubble dynamics[M]. Cambridge University Press, 2014.
编辑：Eric

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