12.3.6. СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ

Если две частицы расположены близко друг к другу в ультразвуковом поле, то между ними возникает сила взаимодействия, обусловленная воздействием на колеблющуюся частицу звука, переизлученного другой частицей.

Эмблтон [32] рассмотрел взаимодействие двух сфер, когда линия, соединяющая их центры, параллельна направлению распространения плоской бегущей волны. В этом случае сила пропорциональна произведению объемов сфер и увеличивается при уменьшении расстояния между ними.

Гершой и Найборг [44] развили эту теорию и рассмотрели взаимодействие двух сфер, линия центров которых расположена под произвольным углом в к направлению распространения волны. Было показано, что возникают сила отталкивания вдоль направления распространения и сила притяжения в перпендикулярном направлении. В итоге сила описывается следующим образом:

где

а и b - радиусы сфер, их удаление друг от друга, амплитуда скорости окружающей среды, до — плотность. Для касающихся друг друга эритроцитов в плазме крови максимальная сила равна при

Радиационные силы, обусловленные газовыми пузырьками. Если газовый пузырек попадет в озвучиваемую жидкость, он будет осциллировать под действием ультразвука и как вторичный источник взаимодействовать с частицами вокруг себя. Будет возникать сила притяжения к пузырьку, точно такая же, как описанная выше сила взаимодействия частиц. Поскольку для пузырька в воде или плазме крови сила может быть записана следующим образом (см. уравнение (12.38)):

где

Миллер с соавт. [88] показали, что если тромбоциты облучать ультразвуком в присутствии газовых пузырьков, стабилизированных в порах фильтровальной бумаги, то уже при малой интенсивности тромбоциты собираются в сгустки около пузырьков.

Если пузырьки размером меньше резонансного, то в поле стоячих волн они движутся по направлению к пучности давления [22].

Если скорость границы пузырька радиуса равна то скорость среды в точке на расстоянии равна

Сила, действующая на сферу объемом в точке равна

где

Таким образом,

Можно показать [57], что

где изменение объема под действием волны давления амплитуды при внешнем давлении Под воздействием ультразвука частотой и интенсивностью сфера радиусом притягивается к пузырьку радиусом с силой , когда они касаются друг друга, и с силой , когда они удалены друг от друга на Роль такой силы в ускорении образования сгустков красных кровяных телец при осцилляции пузырьков в поле стоячих волн описана в работе [57].