機械效應

機械效應

機械效應（Mechanicaleffect）就是電流會產生磁場，巨大的短路電流會產生巨大的電磁應力，對於電路設備的支持部分可能造成機械損壞，超聲在介質中前進時所產生的效應。

基本簡介

機械效應原理

機械效應

超聲的機械效應是超聲最基本的原發的效應，不管超聲強度大小均產生此種效應。它的來源有二：一是超聲在介質中前進進所產生的機械效應，稱為行波場中的機械效應；另理超聲在介質傳播時由反射而產生的機械效應，稱為駐波場中的機械效應。前者由於超聲振動使人體組織中各質點受到交替變化的壓縮和伸張產生的正壓和負壓，通訊由此而得到的巨大加速度，在一般治療強度下，人體組織內的壓力變化約為±304kPa（3個大氣壓），如此時超聲頻率為1MHz，則每一細胞所承受的壓力變化約為0.4~0.8Pa(4~8mg)。後者由么射波和前進波的干涉而形成，可影響人體組織張力、壓力，使機體質點獲得更為巨大的加速度，使離解的液體內不同質量的離子獲得不同的運動速度。質點大的離子落後於質點小的離子，離子之間便發生相對運動，產生摩擦而形成能量。可知駐波場中的機械效應主要是由於運動速度差引起，它在機械效慶中甚至比壓力變化所起的作用還要大。已知組織受超聲作用時，由換能器振動產生單向性運動的超聲場，在組織中反覆周期地振盪運動，此種單向流動的聲流，在氣泡表面、細胞和細胞膜界面特別明顯。

引起的反應

高速切割，而形成高頻機械效應

基於上述的超聲機械效應，它可以引起機體若干反應。超聲振動可引起組織細胞內物質運動，從而顯示出一種微細的按摩作用；可引起容積變化，產生細胞漿流動，細胞質顆粒振盪、鏇轉、摩擦；可刺激細胞半透膜的彌散過程，引起擴散速度和膜滲透性改變；促進新陳代謝，加強血液和淋巴循環，改善組織營養，改變蛋白合成率，提高再生機能等。
超聲機械效應使細胞內部結構發生變化，導致細胞一系列功能變化。如神經生物電活性降低，致脊髓幅度降低。在大劑量超聲作用下更為明顯，以上可顯示超聲的鎮痛作用。可使緻密、堅硬的結締組織延伸、鬆軟，用以治療瘢痕疙瘩、硬皮症及攣縮等。
實驗同樣證明超聲機械效應對生物體能產生影響，小劑量超聲可抑制白細胞變開運動，促進嗜酸性粒細胞的原漿顆粒產生鏇轉運動；劑量加大，鏇轉增快，一些顆粒甚至可被拋出細胞膜外，個別紅細胞也能發生鏇轉運動。停止超聲作用後，以上現象立即消失。超聲作用於蛙舌背和腹腔血管時，也發現血流間斷以及血液有形成分的鏇轉運動等。

作用介紹

·機械攪拌

機械效應

超聲的高頻振動及輻射壓力可在氣、液體中形成有效的攪動與流動。空化氣泡振動對固體表面產生的強烈射流及局部微沖流，均能顯著減弱液體的表面張力及摩擦力，並破壞固-液界面的附面層，因而達到普通低頻機械攪動達不到的效果。這一作用是藥物透入，美容品導入皮膚，超聲除氣，食品及化妝品調勻細化等套用的物理基礎。
·相互擴散
利用超聲振動及空化的壓力、高溫效應，促使兩種液體，兩種固體，或液-固、液-氣界面之間，發生分子的相互滲透，形成新的物質屬性。金屬或塑膠的超聲焊接，超聲乳化、清洗、霧化可歸為此類作用。
·均勻化
空化氣泡閉合後產生的局部衝擊波，可粉碎液體中的顆粒，使其細化；使結晶均勻；將較大、不均勻乳滴分散為微小均勻藥劑（如醫用造影劑、治癌藥劑等）；甚至可包括消溶血栓等作用。
·凝聚作用
超聲振動可使氣、液媒質中懸浮粒子以不同速度運動，增加相碰撞機會；或利用駐波使它們趨于波腹處，從而發生凝聚過程。煙道收塵、人工降雨可屬此類。
·機械切削作用
因超聲振動加速度甚大，加上空化的聲腐蝕作用，可對硬脆材料（寶石、陶瓷、玻璃、磁鋼等）進行特形精密加工。
·機械粉碎作用
利用高強度超聲脈衝，可以粉碎人體內的腎結石和膽結石而不損傷軟組織。

渦流的機械效應

當鋁片懸掛於磁鐵的兩極間並使之擺動時，穿過運動鋁片的磁通量是變化的，鋁片內將產生渦流。根據楞次定律感應電流的效果總是反抗引起感應電流，因此鋁片的擺動會受到阻滯而停止，這就是電磁阻尼(eletromagneticdamping)。
電磁儀表中使用的阻尼電鍵，電氣火車中的電磁製動器，都是直接套用了電磁阻尼制動的實例。

電子束

電子束的機械效應

機械效應——電子束

取橫臥式陰極射線管，兩端為電極，管內有一個裝有多個葉片並能繞軸轉動的小葉輪，中心軸可在兩條玻璃製成的軌道上自由滾動。陰極射線的路徑與軌道近似平行，陰極射線投射到葉片上使小葉輪沿軌道（亦即陰極射線的方向）滾動。如果將兩電極極性調換，葉輪的滾動方向也隨著改變。說明陰極射線具有一定的動量，並能把它傳遞給受照射的物體。

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