안경원에 있는 초음파 세척기가 미세 먼지를 씻어내는 원리는 사람이 들을 수 없는 초음파의 정밀 진동 때문이라고 합니다. 초음파 진동의 원리는 무엇인가요?

Question

안경원에 있는 초음파 세척기가 미세 먼지를 씻어내는 원리는 사람이 들을 수 없는 초음파의 정밀 진동 때문이라고 합니다. 초음파 진동의 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

안경원의 초음파 세척기가 안경 틈새의 미세 먼지와 기름 때를 말끔히 씻어내는 원리는 캐비테이션이라는 물리적 반응 때문으로 단순히 물을 흔드는 것이 아니라, 미세한 기포를 만들고 터뜨리는 강력한 에너지를 이용하는 것입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드리겠습니다.

초음파 세척기 하단에는 전기에너지를 기계적 진동으로 바꾸는초음파 발생기가 있는데, 여기서 발생한 초음파가 물속을 통과하면서 아주 짧은 주기로 압력이 높은 곳과 압력이 낮은 곳을 번갈아 만들어냅니다. 물속의 압력이 순간적으로 주변 기압이나 물의 증기압보다 낮아질 때, 물속에 녹아있던 기체나 수증기가 모이면서 수만 개의 미세한 진공 기포가 생성되고, 순간 압력이 다시 높아질 때가 오면, 팽창했던 미세 기포들이 외부 압력을 견디지 못하고 수축해 버립니다. 극한으로 수축된 기포는 결국 터지게 되면서 기포 주변으로 수천 도의 순간적인 고온과 수백 기압에 달하는 엄청난 충격파가 발생하여 안경 렌즈 표면이나 테의 나사 틈새에 붙어 있는 먼지, 화장품, 땀, 기름때 등을 물리적으로 강하게 때려 뜯어내는 역할을 합니다.