область акустики (См. Акустика), изучающая явления, для описания которых обычные приближения линейной теории звука недостаточны и необходим учёт нелинейных членов уравнений гидродинамики и уравнения состояния. Обычно такие явления (так называемые нелинейные эффекты) становятся существенными лишь при достаточно больших амплитудах звуковых волн; в этом смысле предмет изучения Н. а. - звуковые поля большой интенсивности, например распространение мощных ультразвуковых и звуковых (ударных) волн, генерация интенсивных паразитных колебаний при работе ракетных двигателей и т.п.

Распространение интенсивных звуковых волн (называемых также волнами конечной амплитуды) обладает рядом существенных особенностей. Одна из них - изменение формы волны при её распространении - обусловлена разницей в скоростях перемещения различных точек её профиля: точки, соответствующие областям сжатия, "бегут" быстрее точек, соответствующих областям разрежения. Происходит это потому, что скорость звука в области сжатия больше, чем в области разрежения; кроме того, волна увлекается средой, которая в области сжатия движется в направлении распространения волны, а в области разрежения - в противоположном направлении. Для волн малой амплитуды эта разница скоростей пренебрежимо мала, и потому распространение таких волн происходит практически без изменения их формы, в соответствии с решениями линейной акустики, принимающей скорость звука постоянной для всех точек профиля волны. В случае же волн большой интенсивности накапливающийся эффект изменения формы первоначально синусоидальной волны может привести к такому увеличению крутизны отдельных участков её профиля, что на каждом периоде её появятся разрывы и образуется периодическая ударная волна пилообразной формы (рис.).

В отличие от волн малой амплитуды, интенсивные звуковые волны не подчиняются Суперпозиции принципу. К числу нелинейных эффектов относятся также Давление звука и акустического течения (см. Акустический ветер), существенные для некоторых технологических процессов.

Лит.: Зарембо Л. К. и Красильников В. А., Введение в нелинейную акустику, М., 1966; Физика и техника мощного ультразвука, под ред. Л. Д. Розенберга, [кн. 2], М., 1968.

Фотография формы первоначально синусоидальной волны на расстоянии в 100 длин волн от излучателя.

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.

психофизиологическая акустика, раздел акустики (См. Акустика), изучающий устройство и работу звуковоспринимающих и звукообразующих органов у человека и животных. Методы Ф. а. могут быть как физическими - при аппаратурном анализе звуков биологического происхождения, при изучении проведения звуков из среды к рецепторным клеткам (например, у наземных млекопитающих через наружное и среднее ухо и далее к кортиеву органу внутреннего уха) или от звукоизлучающих структур в среду (например, от гортани через ротовую полость в воздух), так и психофизиологическими - исследование реакции человека и животных в ответна звук, регистрация соответствующих биоэлектрических потенциалов.

Изучение осознанных двигательных реакций человека, как, например, словесный отчёт, выявляет интегральные свойства слуха человека и позволяет измерять абсолютные дифференциальные пороги слуха (см. Порог слышимости), оценивать субъективные качества звука (громкость, высоту, тембр и т.п.) и способность человека обнаруживать на фоне помех и распознавать различные акустические сигналы. Исследование у человека и животных условнорефлекторных реакций на звук (например, изменение частоты дыхания и пульса, электрического потенциала кожи и т.д.) позволяет измерять пороги слуха и оценивать способность человека и животных обнаруживать и различать на слух звуковые сигналы по их физическим характеристикам, таким, как интенсивность, спектральная и временная структура и т.п.

Исследование биоэлектрических потенциалов выявляет способность отдельных Нейронов слуховой системы и их совокупностей перерабатывать информацию, содержащуюся в акустических сигналах (перекодирование параметров звуковых колебаний в последовательность нервных импульсов, выделение характерных признаков опознания звуков, сравнение данного слухового образа с хранящимся в памяти эталоном и т.д.). Установление взаимосвязи между реакциями нейронов и слуховой системы в целом - одна из важнейших задач Ф. а.

Физический анализ структуры и функции органов звукоизлучения у человека (см. Голосовой аппарат) важен для решения задач синтеза речи, создания устройств общения человека с машиной и для разработки устройств автоматического распознания речи. Исследование звукоизлучающих структур у животных существенно для понимания акустических принципов эхолокации, ориентации, коммуникации в животном мире. Наряду с непосредственным изучением органов приёма и излучения звука в Ф. а. широко применяются методы механического, электрического и математического моделирования (См. Моделирование).

Лит.: Айрапетьянц Э. Ш., Константинов А. И., Эхолокация в природе, Л., 1970; Фант Г., Акустическая теория речеобразования, пер. с англ., М., 1964; Физиология сенсорных систем, ч, 2, Л., 1972.

Н. А. Дубровский.