АКУСТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

АКУСТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

- раздел экс-перим. акустики, в к-ром изучаются частотные зависимости параметров распространения звука (коэфф. затухания и скорости распространения) с целью определения структуры или свойств вещества.

Распространены методы А. с., основанные на исследовании затухания, и в частности поглощения звука. Для большинства жидкостей и газов характерна квадратичная зависимость коэфф. поглощения от частоты. Отклонение от этого закона, как правило, связано с релаксационными процессами (см. Релаксация акустическая), наличие к-рых в исследуемом веществе приводит к появлению дисперсии звука. В релаксирующих средах поглощение звука может меняться на неск. порядков, при этом изменение скорости распространения в большинстве случаев не превышает неск. процентов. В гетерогенных средах, а также в поликристаллич. твёрдых телах с размерами структурных неоднородностей порядка длины волны определяющим механизмом затухания звуковых и УЗ-колебаний при их распространении является рассеяние. Частотная зависимость затухания в этом случае имеет сложный характер и коэфф. затуханий может быть пропорц. различной степени частоты (в зависимости от соотношений размеров неоднородностей и длины волны), вплоть до четвёртой.

Методами А. с. пользуются в молекулярной акустике при исследовании газов и жидкостей. Анализ частотных зависимостей параметров распространения УЗ в твёрдых телах позволяет определить экстремальные диаметры ферми-поверхностей и эфф. массы электронов, выявить несовершенство кристаллич. решёток, дислокации, домены, кристаллиты и т. п. Дополнит. информация о структуре исследуемого вещества может быть получена при изменении внеш. условий: темп-ры, давления, напряжённости электрич. и магн. полей, освещённости, интенсивности проникающих излучений и т. п. В таких исследованиях, как правило, определяют не абс. значения параметров распространения, а их относит. изменения, при этом эти измерения на один-два порядка точнее абс. измерений. Такой подход позволяет, напр., проводить исследования слабых растворов биополимеров, где требуется разрешающая способность 10^-6-10^-7 при измерениях приращений скорости звука, в то время как при измерении абс. значения скорости может быть достигнута точность 10^-4-10^-5. Аналогично при измерении относит. приращений коэфф. затухания может быть достигнута точность (2-5)*10^-3, при этом значения абс. величины измеряются с точностью (2-5)*10^-2.

Лит.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 2, ч. А, М., 1968, гл. 5, 6, ч. Б, М., 1969, гл. 1-3; т. 4, ч. А, М., 1969, гл. 4, ч. Б, М., 1970, гл. 4.

Б. Е. Михалёв, А. С. Химунин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.