周知のように、人々が耳にする音は周波数20〜2000 Hzの音波信号であり、2000 Hzより高い音波は超音波と呼ばれ、音波の伝達は正弦曲線に従って縦方向に伝播し、すなわち一層強く、一層弱く、順次伝達され、弱い音波信号が液体に作用すると、液体に一定の負圧が発生し、液体内に多数の微小な気泡を形成させ、強い音波信号が液体に作用すると、液体に一定の正圧が発生するため、液体中に形成された微小な気泡は押しつぶされる。研究により、超音波が液体に作用する場合、液体中の各気泡の破裂はエネルギーの極大な衝撃波を発生し、瞬間的に数百度の高温と千気圧に達することに相当し、この現象は「キャビテーション効果」と呼ばれ、超音波洗浄は液体中の気泡破裂による衝撃波を用いてワークの内外表面を洗浄し、洗い流す役割を果たすべきであることが証明された。超音波洗浄機は20 KHZ以上の超音波信号を利用して、変換器を介して高周波機械振動に変換して洗浄液中に流入し、超音波は洗浄液中で疎密に相間して前方に放射し、液体を流動させて数万の微小気泡を発生させる。これらの気泡は超音波の縦方向伝播によって形成された負圧域で成長を形成し、正圧域で急速に閉鎖し、これらの気泡の形成成長及び急速閉鎖はキャビテーション現象と呼ばれる。キャビテーション現象の中で、これらの気泡の閉鎖は1000気圧を超える瞬間高圧を形成し、連続的に瞬間高圧は一連の小さな「爆発」のように物体表面を絶えず爆撃し、物体表面と隙間の中の汚れを迅速にはがれさせ、迅速な洗浄効果を達成した、音圧や音の強さがある程度圧力を受けると、気泡は急速に膨張し、突然閉じます。この過程で、気泡が閉じた瞬間に衝撃波が発生し、気泡の周囲に1012-1013 paの圧力と局温を発生させ、この超音波キャビテーションによる巨大な圧力は不溶性汚物を破壊して溶液中に分化させ、蒸気型キャビテーションによる汚れへの直接的な反復衝撃を与える。第一に、汚物と洗浄材の表面の吸着を破壊する一方、汚物層の疲労破壊を引き起こして論破されることができ、ガス型気泡の振動は固体表面をこすり洗い、汚物層は一旦隙間があればドリルでき、気泡は直ちに振動に潜り込んで汚物層を脱落させ、キャビテーション作用により、2種類の液体は界面で急速に分散して乳化し、固体粒子が油汚れに包まれて洗浄材の表面に付着すると、油は乳化され、固体粒子は自ら脱落し、超音波は洗浄液中を伝播すると正負の交番の音圧を発生し、噴流を形成し、洗浄材に衝撃を与えるとともに、非線形効果により音響流と微音波流が発生し、超音波はキャビテーションは固体と液体の界面に高速のマイクロジェットを発生し、これらの作用のすべては、汚物を破壊し、境界汚物層を除去または弱め、攪拌、拡散作用を増加させることができ、可溶性汚物の溶解を加速し、化学洗浄剤の洗浄作用を強化する。このことから、液体が浸漬でき、音場が存在する場所には洗浄作用があり、表面形状が非常に複雑な部品の洗浄に適していることが明らかになった。特にこの技術を採用すると、化学溶媒の使用量を減らすことができ、環境汚染を大幅に低減することができる。第2の超音波は液体の中で伝播して、液体と洗浄槽を超音波周波数の下で一緒に振動させて、液体と洗浄槽が振動する時自分の固有の周波数があって、この振動周波数は音波周波数なので、人々はブーンという音を耳にします。また、超音波洗浄中に肉眼で見える泡は真空核群泡ではなく空気泡であり、キャビテーション作用の抑制作用が洗浄効率を低下させる。液体中の空気気泡が完全に引きずられてこそ、キャビテーション作用の真空核群泡が最適な効果を得ることができる。上図は水中で動作するトランスデューサの断面図である：中央に一定の厚さのステンレス鋼板があり、トランスデューサヘッドがこの鋼板の下に付着し、超音波発生源によって一定の周波数と電圧を発生する交流電気信号によって、トランスデューサヘッドとステンレス鋼板を一緒に高周波振動させ、鋼板が上に振動すると、水を上に押し出し、鋼板が下に振動すると、水が鋼板の振動速度に追いつかず、水と鋼板の間に空隙が形成され、このように振動を繰り返すと多くの気泡が形成され、図のように：この気泡は「空化効果」によって発生し、私たちは空化泡と呼ばれている。キャビテーションバブルは振動方向に沿って水中に伝播し、もし水中にちょうどワークがあれば、キャビテーションバブルはワーク表面に衝突して数千個の大気圧の衝突力を発生し、ワーク表面の汚れの脱落を牽引する。