раздел физической акустики (См. Акустика), в котором свойства вещества и кинетика молекулярных процессов исследуются акустическими методами. Основными методами М. а. являются измерение скорости звука (См. Скорость звука) и поглощения звука (См. Поглощение звука) и зависимостей этих величин от разных физических параметров: частоты звуковой волны, температуры, давления и др. Методами М. а. можно исследовать газы, жидкости, полимеры, твёрдые тела, плазму.

Развитие М. а. как самостоятельного раздела началось в 30-е годы 20 в., когда было установлено, что во многих веществах при распространении в них звуковых волн имеет место дисперсия скорости звука (см. Дисперсия звука), а поглощение звука не описывается классическим законом, по которому коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты. Эти аномалии были объяснены на основании изучения релаксационных процессов (см. Релаксация), что позволило связать некоторые свойства вещества на молекулярном уровне, а также ряд кинетических характеристик молекулярных процессов с такими макроскопическими величинами, как скорость и поглощение звука.

По скорости звука можно определить такие характеристики вещества, как сжимаемость, отношение теплоёмкостей, упругие свойства твёрдого тела и др., а по поглощению звука - значения сдвиговой и объёмной вязкости, время релаксации и др. В газах, измеряя скорость звука и её зависимость от температуры, определяют параметры, характеризующие взаимодействие молекул газа при столкновениях. В жидкости, вычисляя скорость звука на основании той или иной модели жидкости и сравнивая результаты расчёта с опытными данными, в ряде случаев можно оценить правдоподобность используемой модели и определить энергию взаимодействия молекул. На скорость звука влияют особенности молекулярной структуры, силы межмолекулярного взаимодействия и плотность упаковки молекул. Так, например, увеличение плотности упаковки молекул, появление водородных связей, полимеризация приводят к увеличению скорости звука, а введение в молекулу тяжёлых атомов - к её уменьшению.

При наличии релаксационных процессов энергия поступательного движения молекул, которую они получают в звуковой волне, перераспределяется на внутренние степени свободы. При этом появляется дисперсия скорости звука, а зависимость произведения коэффициента поглощения на длину волны от частоты имеет максимум на некоторой частоте, называется частотой релаксации. Величина дисперсии скорости звука и величина коэффициента поглощения зависят от того, какие именно степени свободы возбуждаются под действием звуковой волны, а частота релаксации, равная обратному значению времени релаксации, связана со скоростью обмена энергией между различными степенями свободы. Т. о., измеряя скорость звука и поглощение в зависимости от частоты и определяя время релаксации, можно судить о характере молекулярных процессов и о том, какой из этих процессов вносит основной вклад в релаксацию. Этими методами можно исследовать возбуждение колебательных и вращательных степеней свободы молекул в газах и жидкостях, процессы столкновения молекул в смесях различных газов, установление равновесия при химических реакциях, перестройку молекулярной структуры в жидкостях, процессы сдвиговой релаксации в очень вязких жидкостях и полимерах, различные процессы взаимодействия звука с элементарными возбуждениями в твёрдых телах и др.

Анализ акустических данных для жидкостей обычно проводить труднее, чем для газов, поскольку область релаксации здесь, как правило, лежит в диапазоне более высоких частот, требующем более сложных измерений. В очень вязких жидкостях, полимерах и некоторых других веществах в поглощение и дисперсию может давать вклад целый набор релаксационных процессов с широким спектром времён релаксации. Поскольку время релаксации зависит от температуры и давления, меняя эти параметры, можно сдвигать по частоте область релаксации. Так, например, в газе повышение давления газа эквивалентно уменьшению частоты. Это бывает удобно использовать при измерении скорости и поглощения звука, если частота релаксации при нормальных условиях оказывается в том диапазоне частот, который с трудом поддаётся экспериментальному исследованию. Изучение температурных зависимостей скорости и поглощения звука позволяет разделить вклад различных релаксационных процессов.

В М. а. для исследований обычно применяется Ультразвук; в газах - в диапазоне частот 10⁴-10⁵ гц, а в жидкостях и твёрдых телах - в диапазоне 10⁵-10⁸ гц. Это связано как с высоким развитием техники излучения и приёма ультразвука и с большой точностью измерений в этом диапазоне частот, так и с тем, что работа на более низких частотах потребовала бы очень больших объёмов исследуемого вещества, а на более высоких частотах поглощение звука становится столь большим, что многие акустические методы оказываются неприменимыми.

Лит.: Михайлов И. Г., Соловье в В. А., Сырников Ю. П., Основы молекулярной акустики, М., 1964; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 2, ч. А, М., 1968, т. 4, ч. А и Б, М., 1970; Бергман Л., Ультразвук и его применение в науке и технике, пер. с нем., М., 1956; Herzfeld K. F., Litovitz Т. A., Absorption and dispersion of ultrasonic waves, N. Y. - L., 1959.

А. Л. Полякова.

см. Рефракция молекулярная.

связывает электронную поляризуемость α_эл вещества (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул) с его преломления показателем (См. Преломления показатель) n. В пределах применимости выражений для Р. м. она, характеризуя, как и n, способность вещества преломлять свет, отличается от n тем, что практически не зависит от плотности, температуры и агрегатного состояния данного вещества. Основная формула для Р. м. имеет вид

, (*)

где М - Молекулярная масса вещества, ρ - его плотность, N_A - Авогадро число. Выражение (*) для Р. м. является эквивалентом Лоренц - Лоренца формулы (См. Лоренц - Лоренца формула) (с теми же ограничениями на применимость), но во многих случаях более удобно для практических приложений. Часто Р. м. можно представить как сумму "рефракций" атомов или групп атомов веществ, составляющих молекулу сложного вещества, или их связей в такой молекуле. Например, Р. м. предельного углеводорода . Это важное свойство Р. м. - Аддитивность - позволяет успешно применять рефрактометрические методы (см. Рефрактометрия) для решения таких физико-химических задач, как исследование структуры соединений, определение дипольных моментов (См. Дипольный момент) молекул, изучение водородных связей (См. Водородная связь), определение состава смесей и т.д.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973: Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. - Л., 1951; его же, Строение и физические свойства молекул, М. - Л., 1955; Бацанов С. С., Структурная рефрактометрия, М., 1959: Иоффе Б. В., Рефрактометрические методы химии, 2 изд., Л., 1974.

В. А. Зубков.

акустика помещений, область акустики, изучающая распространение звуковых волн в помещении, отражение и поглощение их поверхностями, влияние отражённых волн на слышимость речи и музыки. Целью исследований служит создание приёмов проектирования залов (театральных, концертных, лекционных, радиостудий и т. п.) с заранее предусмотренными хорошими условиями слышимости.

В закрытых помещениях более или менее значительного объёма слушатель воспринимает, кроме прямого звука, ещё и ряд его запаздывающих повторений, обусловленных отражениями от ограничивающих поверхностей и быстро следующих друг за другом. Вследствие поглощения звуковой энергии при каждом отражении и в процессе её распространения эти повторения ослабляются тем сильнее, чем больше их запаздывание относительно прямого звука. После выключения источника звука количество отражённой энергии в помещении убывает до тех пор, пока она не будет поглощена; это постепенное затухание звука называется реверберацией (См. Реверберация). Продолжительность реверберации является важнейшим фактором, определяющим акустическое качество залов. При чрезмерно медленном затухании звучание речи и музыки оказывается недостаточно чётким, при короткой реверберации речь звучит слишком глухо, а музыкальные звучания утрачивают слитность и выразительность. Даже при оптимальной реверберации на акустическую оценку зала влияют распределения времён прихода ранних, более интенсивных отражений, а также и направления, по которым они достигают слушателя. Наиболее благоприятные условия различны не только для речи и музыки, но и для музыкальных произведений различного характера (камерная, эстрадная, симфоническая музыка). Поэтому акустическое проектирование концертных залов (выбор формы, размещение слушателей, обработка ограничивающих поверхностей рассеивающими и поглощающими конструкциями, применение подвесных отражателей и т.д.) нередко требует компромиссных решений. В залах большой вместимости условия слышимости могут быть улучшены применением электроакустических систем усиления и искусственной реверберации; выдающимся примером электроакустически оснащенного зала универсального назначения (конгрессы, концерты, опера, звуковой кинопоказ) может служить большой (6000 мест) зал Дворца съездов в Московском Кремле.

Прежде в состав А. а. включали вопросы изоляции помещений от проникающих извне звуков; теперь эти проблемы выделились в самостоятельную область - строительную акустику (См. Строительная акустика). Методами А. а. пользуются также в технике борьбы с шумом в помещениях.

В А. а. различают более строгую волновую теорию и менее строгую, но более удобную для технических расчётов геометрическую, в которой направление распространения и границы основной части потока звуковой энергии, переносимой падающими на препятствие или отражёнными звуковыми волнами, изображают прямыми лучами. Геометрические представления тем более правомерны, чем меньше длина звуковой волны по сравнению с размерами препятствия.

Современная А. а. ведёт начало от работ американского учёного У. Сэбина, показавшего в последнем десятилетии 19 в., что в замкнутом помещении последовательные многократные и при этом постепенно ослабевающие отражения сливаются в плавно затухающий гул, сопровождающий каждый излученный звук (т. н. реверберация), причём скорость затухания является существенным показателем условий слышимости. Примеры применения акустических знаний в строительстве находят в открытых театрах Древней Греции и Рима.

Акустические испытания помещений основаны на электрических измерениях звукового сигнала, принимаемого в помещении микрофоном, и заключаются в определении равномерности распределения звука в пространстве и в исследовании затухания отзвука во времени. Наряду с испытаниями залов в натуре всё большее распространение находят испытания малых моделей, что позволяет своевременно избежать ошибок при проектировании новых залов и находить способы исправления дефектов уже существующих.

Управление акустическими условиями в помещении осуществляется путём установки отражающих щитов и регулирования количества звукопоглощающих материалов, размещаемых на поверхностях. Теория звукопоглощения и методы его измерения также относятся к А. а. Всё больше распространяется применение электроакустической аппаратуры для звукоусиления и для создания искусственной реверберации. Электроакустическими способами имитации отзвука помещения пользуются также в лабораторной практике.

Лит.: Ганус К., Архитектурная акустика, пер. с нем., М., 1963; Ингерелев Ф., Акустика в современной строительной практике, пер. с англ., М., 1957.

Г. А. Гольдберг, В. В. Фурдуев.