גלי קולבעלי אופי שונה, והתוצאה של הרטט הכאוטי שלהם היא רעש.

אנחנו תמיד מתמודדים עם רעש בפנים חיי היום - יום, יהיו אלה קולות של מכוניות, גשם, רכבת תחתית, ים, רוח. ישנם סוגים רבים ושונים של רעש. הם אפילו נבדלים על ידי צבע.

רַעַשׁ לבן- זה" רעש יומיומי" זה כולל:

• קול הים;
• קול הגשם;
• רשרוש לילה;
• רחש הנהר;
• רעש כביש מהיר;
• רעש הרכבות.

זה לא שלילי לאדם, אבל ההשפעה המתמשכת של צלילים בתדרים שונים יכולה לגרום לעלייה או ירידה בלחץ ובכאב בראש. ליחידים רעש לבןהוא תנאי חיוני שינה טובה. רוב האנשים אינם מסוגלים לחוות את החלומות שלהם בלילה אם אין "שששש" ידוע ברקע. מדוע להחלפת צלילים יומיומיים יש השפעה כובשת כל כך על אנשים? האם הרעש מגיע בצבעים אחרים?

הרעיון של החלפת רעש אחד באחר עשוי להיראות, במבט ראשון, מגוחך. האם יש טעם בזה? "אני לא יכול לישון בגלל צלילים מטרידים, תן לי להפעיל קצת רעש זר." נִפלָא. ועדיין, רוב האנשים מבטיחים שהם לא מוכנים להירדם במלואו ללא הרעש המתואר. ויש חברות שמוכנות להציע לכם לקנות מכשיר שמשחזר רעשים מותאמים לשינה קולית. מה קורה לגוף שלנו ברגעים אלו?

התשובה הקצרה היא שרעש לבן נוח לאנשים מסוימים.

ועכשיו תשובה מפורטת. רעש לבן הוא צליל נייח. הוא מורכב מאלמנטים רב-ספקטרליים. הם ממוקמים באופן שווה על פני ספקטרום התדרים המעורבים.

האם משהו ברור? בואו נדמיין קונצרט עם מספר גדולמוזיקאים. כל אחד מהם מנגן את התו. אנסמבל כזה משחזר בו זמנית צלילים רבים הנגישים לאוזנינו. זה מייצג רעש לבן.

קורה שאתה מתעורר מרעש, זו לא אשמתו. אתה מתעורר מחוסר העקביות והשינוי של הטון הצליל המופיע. רעש לבן חוסם שינויים חדים דומים, כאילו מגן עליך מפני צלילים פתאומיים או לא נעימים.

"הרעיון הבסיסי ביותר הוא שהשמיעה שלנו תמיד פעילה, גם בזמן שאנחנו ישנים", מסביר הסופר סת' הורוביץ. לכן אנשים רבים בוחרים להקשיב לרעש הלבן שנוצר על ידי כל מנגנון, ולא לנחירות האינטנסיביות ולאחר מכן הפוחתות של בעלם.

זה באמת נראה נכון. אם פתאום אתה לא אוהב רעש לבן במיוחד, נסה להקשיב לצלילי צלילים אחרים.

בשדות יישום, רעש בצבע ורוד ידוע כרעש הבהוב. קולו של מסוק שעף מעל הוא דוגמה נוצצתסוג זה של רעש. יש לו נפלא השפעה טיפוליתלדיכאון ונוירוזה. מחקרים עדכניים מצאו שאם סרטים בנויים על דפוסי רעש ורוד, אז הם אטרקטיביים יותר לצופי קולנוע מכיוון שהם מתאימים לדפוס של חלוקת תשומת הלב של אנשים.

ניתוח שנערך על ידי פרופסור Jue Zhang מאוניברסיטת פקין מצא שרעש, המכונה בצורה הכי מושכת "רעש ורוד", יכול לעזור לך להירדם הרבה יותר מהר.

רעש ורוד הוא סוג של צליל שבו לכל האוקטבות יש עוצמה שווה, או תדרים עקביים לחלוטין. דמיינו לעצמכם את קול הגשם היורד על האספלט או הרוח המרשרשת עלים של עצים.

רעשים של צבעים אחרים

• הרעש החום דומה לצליל של מפל. זה מפורסם בעובדה שהוא מהדהד עם איברים אנושיים, רעש חוםיוצר הפרעה של מערכת העיכול. כאשר הרעש חזק, הוא עלול לגרום נזק לאנשים.
• רַעַשׁ של צבע כחוללפי חושי הקול, הוא חד יותר מרעש לבן. הסוג הזהנוצר עקב שינויים ברעש ורוד.
• לא רק שאין רעש כחול בעולם, אלא גם סָגוֹל. זה מתעורר עקב ניתוח ספקטרלי של רעש חום ולבן.
• הייחודיות של הרעש אפורהוא שבכל טווח התדרים הוא מכיל נפח זהה לאוזניים אנושיות. ספקטרום הרעש האפור מתרחש כאשר משולבים רעש חום ולבן. אדם מתייחס אליו בדומה ללבן.
• כתום או רעש צבע כתוםיש מצגת קשה מאוד עם נקודה מדעיתחָזוֹן. אבל זה קל מספיק להכנה - הושיטו לילדים צינורות סופרן מפלסטיק ותנו להם לקרש.
• רעש אדום אופייני למשאבי מים. אנו שומעים סוג זה של קול מחפצים רחוקים שנמצאים באוקיינוס ​​מהחוף.
• רַעַשׁ סביבה טבעיתהוא רעש ירוק.
• רעש שחור הוא מה שאנו מתגעגעים לפעמים בהמולת העיר: רעש שחור הוא שקט.

אין ספק, לא כולם מרוצים מהסוג הזה של רעש. אנשים בודדים, להיפך, הופכים רגישים יותר לקולות רקע. כנראה, חלקנו תופסים את הרעש האינסופי כנחל מרגיע, בעוד שאחרים חוטפים ממנו תווים בודדים חדים.

ההשפעה של צלילים על אנשים תלויה ב:

• רמות רעש;
• המאפיינים והטווח שלו;
• תקופת החשיפה;
• תופעות תהודה.
• מצב בריאותי;
• מאפיינים אישיים של אנשים ויכולת ההסתגלות של הגוף.

ההשפעה השלילית של הרעש מתבטאת בהשפעה על גישה רגשית, מוטיבציה, יוזמה, זה קורה, אבל בדרך כלל זה לא מתבטא בשום צורה בהידרדרות העבודה, אבל בכל זאת גורם אי נוחות לאנשים.

רעש, רעש נדנוד, רעשי שקשוק וחריקה עשויים להיות לא נעימים; הם מפחיתים את היכולת לבצע במהירות ובדייקנות תנועות מתואמות.

רעש רב עוצמה גורם לבעיות בזיהוי צבעים, ביכולת לקבוע זמן ומרחק, מפחית את איכות הראייה ומשנה תפיסה חזותית.

בתקופה שבין 18-45, אנו מסוגלים לעמוד בפני רעשים חזקים עם פחות בעיות מאשר אנשים צעירים יותר או להיפך, מבוגרים. נשים הן הרבה יותר טוב מגבריםלסבול רעש. אם יש לך לחץ דם גבוה, אז תסבול רעש חזק יותר מאנשים שזה נורמלי עבורם. מצד שני, במרחב מחיה רגיל אנשים לא קולטים רעשים רגילים. אדם לא יכול להתקיים בלי צלילים.

אם זה שקט ורגוע מדי סביב אדם, אז יש לכך השפעה שלילית על הרקע הרגשי, כי סוג זה של שתיקה הוא יוצא דופן עבור כל אחד מאיתנו.

2017, . כל הזכויות שמורות.

מה זה רעש?

• מדענים הפרידו על תנאי מכל הצלילים צלילים אקראיים מסוימים, הנקראים רעש.
• רעשים הם תנודות כאוטיות של צלילים.
• בחיי היומיום אנו נתקלים לעתים קרובות ברעש: אנו שומעים את רחש הים, רעש קהל, רעש רוח, רעש מים, רעש מכונית חולפת...

איזה סוג של רעשים יש?

• יש מספר עצום של סיווגי רעש.
• בפרט, רעש יכול להיות לסירוגין (לדוגמה, אוטובוס שעובר לאורך הכביש) וקבוע (לדוגמה, רעש הנובע מקהל אנשים). רעשים "קבועים" כאלה מחולקים באופן קונבנציונלי לפי הספק, תדר, ספקטרום, צבע ופרמטרים אחרים.
• מעניין במיוחד חלוקת הרעש לפי צבע (החלוקה מתבצעת באנלוגיה למגוון הצבעים של האור הנראה): רעש לבן וצבעוני מופרדים (ורוד, חום, כחול, סגול, אפור, כתום, אדום, ירוק ורעש שחור).

מה זה רעש לבן?

• רעש לבן הוא אותות כאוטי ולא שיטתי. היווצרות הרעש הלבן כרוכה בצלילים בתדירות, בעוצמה ובווליום משתנים, אך כל הצלילים הללו מתערבבים יחד ואנשים אינם מבחינים ביניהם, אלא שומעים צליל מונוטוני.
• הדוגמה הבולטת ביותר לרעש לבן היא צליל מערוץ רדיו או טלוויזיה שאינו תפוס על ידי גל רדיו. בטבע ובחיי היומיום, אלו הם צלילי מפל קרוב, רוח, נחל, אוקיינוס, עלווה, מאוורר, שואב אבק וכו'.

מה זה רעש ורוד?

• בין כל הרעשים הצבעוניים המפורטים, רעש ורוד מעניין אותנו במיוחד. זה שונה מ נושאים לבנים, המופיע בתדרים נמוכים יותר (לכן קצת יותר "רך" מרעש לבן) ו"מתפרק" מעט בכל אוקטבה ("מנצנץ" או "פועם").
• הדוגמה הבולטת ביותר לרעש ורוד בחיי היומיום היא קולו של מסוק. בטבע זהו צליל של מפל רחוק (שכן תדרים גבוהים מוחלשים באוויר).

מה ילד שומע ברחם?

• חלל הרחם למעשה רועש הרבה יותר ממה שאנשים חושבים. הילד מוקף בעיקר בצלילים מהמעיים (עקב פריסטלטיקה, היווצרות גזים, תנועתיות מעיים), צלילים קצב לב, רעש הדם הנעים בכלי הדם, צלילי הריאות המתרחבות, דיבור האם ורעש מהסביבה.
• יש להניח שרעש ורוד הוא מה שהתינוק שומע ברחם, שכן רעש "פועם" או "מהבהב" כזה מייצר אוושה בלב (עקב קצב הלב).

איך רעש ורוד ולבן יכול לעזור לילד?

• הרעש מעניין הורים ורופאים מכיוון שמאמינים שרעש ורוד הוא מה שהתינוק שומע ברחם, שכן רעש "פועם" או "מרצד" זה מייצר אוושה בלב (עקב קצב הלב).
• לפעמים אמהות מנסות באופן לא רצוני לשחזר רעש ורוד על ידי הרגעת התינוק שלהן עם צלילי "ששששש". כך, הם מנסים באופן לא מודע לחקות את סביבת הקול ברחם (אגב, ממש כמו לנסות לחתל תינוק או לנענע אותו תוך כדי נשיאתו בזרועותיו).

כיצד משפיע הרעש על שנת הילד?

• מספר מחקרים הוכיחו כי השימוש ברעש ורוד במהלך השינה משפר את עומק השינה ואיכות השינה https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27354974, וכאשר עורכים מחקרים אלקטרואנצפלוגרפיים במהלך השינה, כמה מחקרים https: //www .ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22726808 שים לב שגלי מוח מפחיתים את עוצמתם ומסתנכרנים בהדרגה עם אותות רעש ורודים.
• השימוש ברעש בעת הירדמות ובמהלך שנת ילד הופך את השינה לעמוקה יותר ומזרז את ההירדמות (באחד המחקרים https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1792397/ הוכח כי ילדים נרדמו לרעש לבן פי שלושה מהר יותר, בממוצע של חמש דקות, בעוד שללא רעש לבן, רק 25% מהילדים הצליחו להירדם באותו פרק זמן.
• השימוש ברעש לבן וורוד מרגיע ילדים בוכים ונסערים, עוזר להם להירגע ולהיצמד לשד ברגעים של התרגשות יתר.
• השימוש ברעש בזמן ההירדמות ובמהלך שנת התינוק יכול לעזור לאם להתמודד עם הקשיים הקשורים לסירוגין תנומה קצרה, כמו גם עם תקופות ארוכות של הירדמות. רעש עוזר למוח של הילד "להירגע" ולהירדם בשלווה כאשר הילד מתרגש יתר על המידה ומתקשה להירגע בכוחות עצמו. מאמינים כי לאמא קל יותר להירדם לאחר יום קשה עם ריצה של רעש לבן או ורוד.

השימוש ברעש במהלך שנתו של ילד יכול להיות רלוונטי במיוחד:

1. במקום חדש או בטיול, כשקשה לילד להירדם בסביבה לא מוכרת והרעש ירגיע אותו
2. אם קשה לילד להירגע ולשקוע באווירה נוחה לשינה: הבית רועש, יש יותר מילד אחד, ילדים מתרגשים יתר על המידה לפני השינה, או ילדים הולכים לישון בזמנים שונים
3. אם מופיעים צלילים חדשים שאינם רגילים עבור הילד (למשל, שכנים החלו בשיפוץ, או רעש חד שנשמע מהחלון בקיץ, צרחות של ילדים משחקים, אזעקת רכב וכו'.
4. אם שנתו של הילד חסרת מנוחה, לסירוגין, "מרופטת", קצרה
5. אם הילד מתעורר בסוף מחזור השינה, 20-25 דקות לאחר ההירדמות.

כיצד להשתמש ברעש נכון?

1. כדי לשפר את ההירדמות, ניתן להפעיל רעש מיד לפני שהילד נרדם, ליצור טקס שינה וליצור הרגל מסוים של הירדמות אצל הילד עקב צליל סטריאוטיפי שחוזר על עצמו מאז התקופה שלפני הלידה.

• במהלך השינה ניתן להשאיר רעש לבן דולק, חשוב במיוחד בסוף מחזור השינה, כ-30 דקות לאחר ההירדמות ובמיוחד בילדים שהפריעו לשינה קצרה.
• אל תשאיר את הרעש דולק לאורך שנת הלילה שלך. בדרך כלל, רעש לבן במכשירים מיוחדים נכבה לאחר 20-25 דקות.
• אין למקם את מקור הרעש הלבן או הוורוד קרוב יותר ממטר אחד מהילד

1. כדי להרגיע את הילד. אם ילד בוכה, אז הגיוני להדליק את הרעש הלבן קצת יותר חזק מהבכי כדי שהילד ישמע את הצליל הזה ויתרכז בו. ברגע שהילד נרגע ועוצמת הבכי שלו יורדת, יש להפחית את עוצמת הרעש.

מהי רמת הרעש המקובלת?

כאשר משתמשים ברעש כדי להירדם, חשוב ביותר לא לפגוע בילד ולשמור על הנפח הנדרש.

הצליל צריך להיות מספיק כדי לספוג רעשים אחרים, אבל לא חזק מספיק כדי לפגוע במכשיר השמיעה.

עדיף להפעיל רעש לבן או ורוד בעוצמה של לא יותר מ-50 dB (זה קצת יותר חזק מדיבור עמום של שני מבוגרים (30 dB), וקצת יותר שקט משיחה רגילה בין שני מבוגרים (60 dB), או כמו מכשיר אדים הפועל במלוא העוצמה). צליל הרעש צריך להיות נוח לשמיעתך.

כללים חשובים:

חשוב לזכור שהרעש יכול להיות חזק מדי, והדבר עלול להשפיע לרעה הן על השינה והן על התפתחות קולטני השמיעה של הילד.

בנוסף, נותרה פתוחה השאלה האם מתרחשת התמכרות לשינה עם רעש והאם לאורך זמן הילד יוכל לישון ללא רעש, עם זאת, סומנולוגים טוענים שלרעש יש עוצמת שינה נמוכה. עם זאת, לא מומלץ להשאיר את הרעש דולק בלילה כדי שגם הילד ילמד לישון בלי רעש.

אל תניח את הצעצוע ישירות בעריסה של התינוק.

איפה אני יכול לקבל רעש ורוד?

1. ניתן להפעיל צליל של שואב אבק, מייבש שיער, מזיגת מים וכו' (אבל הרעש יהיה לבן)
2. ישנן אפליקציות לאייפון (למשל "Bayu-Bai") בהן ניתן לבחור באפשרות הרעש.
3. אתה יכול לקנות צעצוע שעושה רעש ורוד. הצעצוע גם ישמר את ריח הבית ויספק תחושות מישוש, החשובות כל כך ביצירת טקסי שינה.

בעת בחירת צעצוע או מכשיר המייצרים רעש, שקול:

• שעדיף לבחור צעצוע שיוצר רעש ורוד ולא רעש לבן (שהוא רך יותר וקרוב יותר ל רעש תוך רחמיקצב לב)
• עדיף להיות מסוגל לבחור מספר רעשים ולבחור את הרעש המתאים ביותר לילדך.
• שנפח הצעצוע צריך להיות מתכוונן
• שלצעצוע יהיה טיימר שאמא תגדיר כעבור 5-10 דקות לאחר סיום מחזור שינה אחד (בדרך כלל 25-30 דקות)
• הצעצוע לא אמור להכיל סרטים ארוכים, חוטים, חלקים בולטים או רכיבים אחרים שילד עלול לנשוך או להסתבך בהם.

מועמדת למדעים ואמא, רופאת ילדים וניאונטולוגית, לבאדניה אנה ויקטורובנה

עד כה, דיברנו על סימנים של סדר קוגניטיבי, חתימות שניתן לראות אם התופעה הנחקרת מוצגת באופן דיסקרטי, כסט של מרכיבי מופע. אם חלק מהפרמטרים האינדיבידואליים של אלמנטים אלו תואמים לסטטיסטיקה של כוח, ובמיוחד לחוק Zipf, ניתן להניח שעבור תופעה זו הסדר הקוגניטיבי הוא כוח מסדר משמעותי, לפחות בחלק מהיבטיו. בדוגמאות שלנו, קבוצות כאלה היו ערים של רוסיה עם אוכלוסייתן, מילים של השפה הרוסית עם התדירות שלהן, אגמים של רוסיה עם האזור שלהם.

עם זאת, לא תמיד ניתן להציג את התופעה הנחקרת באופן דיסקרטי, כמבנה מרובה המורכב מאלמנטים בודדים. לפעמים מבנה התופעה הנחקרת אינו ניתן להבחין בצורה גרועה, כך שהוא אינו מיוצג כקבוצה; במקרים אחרים, פשוט לא נוכל לקבל סיכום סטטיסטי של הפרמטרים האישיים של מרכיבי התופעה. במצב כזה, עלינו להסתמך על המאפיינים ההוליסטיים הניתנים לצפייה של התופעה, ביניהם תפקיד מיוחד של רעשים.

אנו קוראים לרעש כל שינוי לא סדיר באחד מהפרמטרים האינטגרליים של התופעה הנצפית. לדוגמה, עבור אש בוערת, פרמטרים כאלה המשתנים בצורה לא סדירה הם עוצמת הקול ועוצמת הקרינה (כנראה שיש אחרים) - בעוד שאנחנו לא מבחינים איזה חלק של האש מייצר קול או קרינה, אנחנו לוקחים את זה כמכלול . אבל אתה יכול לתת כמה דוגמאות לרעשים מסוגים שונים שתרצה: עוצמת זרימת המכוניות בכביש המהיר, מחירי מניות, מפלס מי תהום, פעילות חשמלית של תאים, חוזק זרם במוליך, פעילות טקטונית וכו'. בכל אחת מהדוגמאות הללו אנו עוסקים בכמות מדידה הנתונה לתנודות.

במקרים רבים, התנודות הן תקופתיות, למשל, מרחק השמש מכדור הארץ משתנה מעת לעת, רמת הגאות והשפל משתנה מעת לעת, מיקום המטוטלת וכו'. עם זאת, דינמיקה תקופתית בדרך כלל מופיעה מאוד מערכות פשוטותנשלט על ידי סדר פיזי. נתמקד במערכות מורכבות ובתופעות שבהן תנודות הפרמטרים הן בדרך כלל לא סדירות, לא מחזוריות. הרשו לי להזכיר לכם שבמערכות מורכבות נוצרים תנאי "חממה" לפעולת סדר קוגניטיבי.

אז, רעש הוא שינוי לא תקופתי, לא סדיר בפרמטר של תופעה מכל סוג שהוא. יחד עם זאת, הרעש של פרמטרים אינטגרליים (רעש שנוצר על ידי תופעה בתור שלמות) מעניין אותנו במיוחד, מכיוון שהם מאפשרים לנו לשמוע את "מהות התופעה", גם אם היא אינה ניתנת לגישה ניתוח מבני רגיל. בפרט, פרמטרי רעש מאפשרים לקבוע איזה סדר שולט בתופעה – פיזי או קוגניטיבי.

שיטה קלאסית ומפותחת לניתוח רעש היא ניתוח ספקטרלי. במילים פשוטות, שיטה זו מבוססת על טרנספורמציה פורייה, המייצגת כמות המשתנה לאורך פרק זמן נבחר רחוב)כסכום ההרמוניות של תדר מרובה:

הבה, למשל, נבחן אות רעש באורך של שנייה אחת. זה יכול להיות מיוצג כסכום של אותות מחזוריים (הרמוניים) עם תדרים של 1, 2, 3, 4, 5 ... הרץ. לכל אחד מהתנאים של סכום זה יש צורה של גל קוסינוס והוא מרכיב תדר של האות המקורי. יתרה מכך, בהתאם לאות, התרומה של רכיבים שונים תהיה שונה, מה שבא לידי ביטוי במקדמים שונים A1, A2, A3,...

לאחר שבנו תרשים שעליו נשרטט את תדירות הרכיבים לאורך ציר ה-X (מספר זה עולה בקנה אחד עם מספר הפעמים שגל הקוסינוס המתאים משתלב במרווח ההתחלתי הנמשך שנייה אחת), ולאורך ציר Y המקדם המתאים א, בריבוע, אנחנו מקבלים ספקטרום הספק תדראות הרעש המקורי, המשקף בבירור את התרומה של כל הרמונית לעוצמת האות הכולל.

אם אתה לא מבין היטב על מה אנחנו מדברים כאן, אני ממליץ לך לקרוא תחילה מבוא פשוט מאוד לתיאוריה של תהליכים מחזוריים ותמרות פורייה. הוא כתוב בצורה כזו שאפילו אנשים במדעי הרוח יכולים להבין אותו. הבנה אינטואיטיבית של ספקטרום ההספק של תנודות ורעש תעזור מאוד כשאתה קורא את הפרולוגים מאוחר יותר.

נשים לב לקשר בין מרכיבי התדר של סדרת פורייה לסדרה ההרמונית. אם משך האות המקורי הוא שנייה אחת, אז להרמונית הראשונה יש תדר של 1 הרץ. ומשך 1 שנייה. להרמונית השנייה יש תדר כפול מה-2 הרץ הראשונים. ותקופה 1/2 שניה. (כלומר, תוך שנייה אחת הוא מבצע שתי תנודות שלמות). להרמונית השלישית יש תדר של 3 הרץ. ותקופה 1/3 שניות. וכו ' סדרת התקופות ההרמוניות תואמת בדיוק את הסדרה ההרמונית החשובה לנו:

שינויים לא סדירים בפרמטרים של תופעות שונות הם שכיחים ביותר ונחקרים מזה זמן רב, לרבות בעזרת ניתוח ספקטרלי. התברר שמבחינת ספקטרום, שלושה סוגי רעשים הם הנפוצים ביותר. התברר גם שהספקטרום של רעשים אלו תואם לפונקציות כוח. רעשים אלה מקבלים קודי צבע: רעש לבן, רעש חוםו רעש ורוד. בהמשך נדבר על כל אחד מהם.

רעש לבן

רעש לבן הוא רעש שלרכיבי התדר שלו יש אותו הספק בערך בכל טווחי התדרים. הודות למאפיין זה, הוא קיבל את ייעודו: הוא האמין כי אור שמש לבן הוא תערובת אחידה של תנודות אלקטרומגנטיות בתדרים שונים. באנלוגיה, רעש לבן התחיל להיקרא כל אות שיש לו ספקטרום שטוח אופייני. לדוגמה, הנה מדגם רעש לבן טיפוסי וספקטרום ההספק המתאים לו:

כפי שאנו יכולים לראות, הספקטרום אינו מראה כל סטיות שיטתיות מקו שטוח אופקי. וביצוע ממוצע של הספקטרום מספר גדולדגימות רעש לבן או ממוצע על פני תדרים סמוכים, נקבל קו אופקי שטוח.

בטבע, סוג זה של רעש נצפה לרוב בקשר עם תנודות תרמיות, למשל, לרעש תרמי במוליכים למחצה יש את הספקטרום הזה - אם נפעיל איזה מגבר אלקטרוני בווליום מלא, נשמע שריקה רכה - זה לבן תרמי רַעַשׁ.

רעש לבן הוא מדהים כי יש דרך מספרית פשוטה מאוד ליצור אותו. בואו ניקח טווח מספרי כלשהו ונבחר ממנו מספרים באופן אקראי לחלוטין. שילוב התוצאות בשורה אחת, נקבל רצף של מספרים בעל ספקטרום רעש לבן. זה מוביל להסבר טבעי של רעש לבן כתוצאה מתהליכים אקראיים לחלוטין. לדוגמה, זה יכול להסביר רעש תרמי במוליכים למחצה.

רעש חום

הספקטרום של רעש חום מתאים פונקציית כוחעם אינדיקטור של -2. הרעש הזה קיבל את שמו משם המשפחה בראון, שהיה שמו של מגלה תנועת "הבראון". כשהסתכל על אבקת צמחים במים תחת מיקרוסקופ, הוא גילה שהחלקיקים נעים בצורה כאוטית במקום להישאר ללא תנועה. זה הוסבר על ידי השפעות אקראיות של מולקולות מים הפוגעות בחלקיקי אבקה. כתוצאה מכך, החלקיקים נסחפו באיטיות בכאוטיות ונדדו. הרעיון של הליכה אקראית מומחש היטב על ידי מראה חיצוניאות חום:

עם זאת, על ידי בניית אותו ספקטרום בקואורדינטות לוגריתמיות כפולות, אנו מבהירים לחלוטין את ההתאמה של הספקטרום לפונקציית חזקה:

למרות הסטיות המזדמנות, הספקטרום מתאים כמובן על קו ישר המתאים למעריך -2. על ידי ממוצע של דגימות רעש רבות או החלקה על נקודות שכנות, אנו מקבלים קו כמעט ישר.

רעש חום מופק מספרית בפשטות כמו רעש לבן - והוא מדגים את הקרבה העמוקה בין השניים. כדי לקבל רעש חום, בכל שלב לא צריך לקחת רק מספרים אקראיים כערך האות הבא, אלא להוסיף ערך אקראי לערך האות הקודם. לדוגמה, אם בשלב הקודם לאות היה ערך של 100, וקיבלנו מספר אקראי -7, אז ערך האות הבא יהיה 93.

במילים אחרות, ברעש לבן המשתנה האקראי הוא כל ערך הבאאות, ובחום המשתנה האקראי הוא שינוי אות(זו הסיבה שאומרים שרעש לבן הוא נגזרת דיפרנציאלית של רעש חום).

המראה הנודד האופייני של רעש חום מדגים את ההבדל החשוב שלו מרעש לבן: רעש לבן מייצג תנודות שנמצאות ברצועה מסוימת, שמעבר לה הן למעשה אינן עוברות. להיפך, רעש חום, אם יינתן לו מספיק זמן, מובטח שישאיר כל פס ערכים, אפילו גדול מאוד:

בעניין זה, נהוג לומר שרעש לבן הוא יַצִיב, וחום - לא נייח. (שימו לב כיצד זה דומה למושג של סדרות מספרים מתכנסות ומתפצלות).

רעש חום נפוץ בתופעות מסוגים שונים. זה מתרחש בכל מקום בו יש עלייה אקראית בפרמטרים כלשהם. לדוגמה, בתנועה הבראונית של מיקרו-חלקיקים, פרמטר כזה הוא הקואורדינטה של ​​החלקיקים. הספקטרום החום מתאים היטב לתנועה הרגילה של שערי המניות, המורכבת גם מעליות ערך של מניות הקרובות לאקראיות. באופן כללי, היכן שיש לנו ערך שמשום מה אינו נוטה להשתנות באופן מיידי, אלא רק במרווחים קטנים יחסית, אנו נתקלים בתנודות בעלות ספקטרום רעשים חום. מטבע הדברים, המציאות הפיזית, שבה יש הרבה כמויות אינרציאליות כאלה (קואורדינטות של גופים, הדחפים שלהם וכו'), מספקת דוגמאות רבות לרעש חום.

אם רעש לבן נשמע דומה לרעש של חול נופל או לרעש במגבר אלקטרוני, הרי שרעש חום, בשל העליונות העצומה של תדרים נמוכים, דומה לרעש בבית המלאכה של מפעל לבניית מכונות, שמתמלא עם זמזום חזק ו"כבד" של יחידות ענק.

רעש ורוד

רעש ורוד או רעש הבהוב הוא רעש שספקטרום ההספק שלו מתאים לפונקציית הספק עם מעריך -1. פורמלית, לפי מעריך הביניים (עבור חום זה -2, עבור לבן זה 0), רעש ורוד הוא בדיוק באמצע הדרך בין רעש חום ללבן. זה מומחש גם על ידי המראה האופייני של רעש ורוד:

הרעש אינו "שטוח" כמו לבן, אבל הוא גם לא נודד כמו חום.

רעש ורוד מקבל את שמו מהאנלוגיה שלו עם ספקטרום הצבעים של גלים אלקטרומגנטיים. לאור לבן יש ספקטרום שטוח אחיד, ואם אתה מגדיל את העוצמה של רכיבים בתדר נמוך - והם אחראים לאזור האדום של ספקטרום הצבעים - אז אור לבןיהפוך לאדמדם, ורוד. זה מה שהופך את הספקטרום של רעש ורוד לשונה: התדרים הנמוכים חזקים בו יותר. (אבל עלינו לזכור שאם נסתכל על הספקטרום לא בלוגריתמי, אלא בקואורדינטות רגילות, נראה שבמציאות רכיבי התדר הנמוכים ביותר חזקים פי כמה מהאחרים. באנלוגיה, זה מתאים למצב שבו אדום קרינה חזקה פי כמה מאחרים, וקוטעת אותם, אז יותר נכון יש לקרוא לרעש ורוד אָדוֹם).

רעש ורוד נצפה במגוון תופעות. זה הבחין לראשונה בפיזיקה של מוליכים למחצה, בתנודות זרם דרך מוליכים למחצה, כאשר התגלה כי בנוסף לרעש תרמי רגיל, הם מכילים רעש בעל ספקטרום חוק כוח עם אקספוננט של כ-1. זה הופך בולט במיוחד בתדרים נמוכים, שבהם לרעש הזה יש הספק מקסימלי. בפיזיקה, הרעש הזה נקרא "רעש הבהוב", רעש הבהוב, ומקורו עדיין נותר בגדר תעלומה. יש לו תכונות מוזרות באמת. לדוגמה, התברר כי אפילו מוליכים למחצה מבודדים לחלוטין עולם חיצוני, עקב שינויי טמפרטורה וכו', מתרחשות תנודות זרם איטיות הנמשכות שבועות ואפילו חודשים, בעלות ספקטרום ורוד. מנקודת המבט של הפיזיקה הנוכחית, לא ניתן להסביר זאת בצורה מספקת, שכן מאמינים ששום תהליכים הפיכים בסולם זמן כזה לא יכולים להתרחש במוליכים למחצה. הבעיה הפכה חמורה עוד יותר כאשר התגלה שרעש הבהוב קיים לא רק במוליכים למחצה, אלא כמעט בכל מדיה מוליכה. זה שם קץ להסברים (עם זאת, מורכבים למדי) שהתבססו עליהם מאפיינים ייחודייםמוליכים למחצה, כגון נוכחות של מישורי מגע בין אזורים בעלי מוליכות שונה וכו'.

בעיית רעש הבהוב מחמירה בשל העובדה שעד כה לא היה מודל מספרי פשוט ושקוף מספיק שיכול ליצור רעש ורוד. ואם אנחנו לא מבינים באופן עקרוני איך אפשר ליצור רעש ורוד, אז קשה לנו להסביר איך הוא נוצר בתופעות טבע.

עם זאת, המסתורין של רעש הבהוב יישאר נושא מיוחד מאוד אם רעש עם ספקטרום כזה לא יימצא בהרבה תופעות אחרות בעלות אופי שונה מאוד. לא נפרט אותם כאן - כבר נכתב הרבה על הנושא של רעש ורוד - אבל נביא רק כמה דוגמאות שחשובות לנו. ראשית, לצלילי הדיבור האנושי, כמו גם לרוב היצירות המוזיקליות של סגנונות ואומות שונות, יש ספקטרום ורוד. שנית, לתנודות בפוטנציאלים החשמליים של נוירונים בודדים במוח יש ספקטרום ורוד, ובאופן כללי, לאלקטרואנצפלוגרמות של המוח של אנשים בריאים יש ספקטרום זה.

לאוזן, רעש ורוד אינו "שטוח" ו"משעמם" כמו רעש לבן, אבל גם לא "כבד" מדכא כמו רעש חום. הדבר הכי קרוב שהוא כנראה דומה הוא קולו של מפל כשאנחנו קרובים אליו.

רעש ורוד מכונה לפעמים " רעש 1/fמכיוון שמשוואת ספקטרום ההספק עבור רעש ורוד מתאימה לפונקציית הספק:

איפה W(f)- כוחו של הרמוני בעל תדר ו, W(1)הוא כוחו של ההרמונית הראשונה, ו ו- תדירות. באופן טבעי, אנו יכולים באנלוגיה לייעד רעש חום כ"רעש 1/f²", מכיוון שמשוואת הספקטרום שלו היא:

מדענים קבעו אילו סרטים מושכים את תשומת הלב של הצופים יותר מאחרים. התברר שהסרטים המרתקים ביותר מבוססים על מה שנקרא רעש ורוד. עבודת החוקרים התקבלה לפרסום בכתב העת Psychological Science. New Scientist כותב על כך בקצרה.

המדענים לקחו מחקר שנערך בשנות ה-90 של המאה הקודמת כנקודת המוצא לעבודתם. קבוצה של מומחים צפו בצופים צופים בסרט. התברר שפרקי הזמן שבהם תשומת הלב שלהם נכבשה על ידי הסרט הופצו בצורה מאוד אופיינית. החוקרים יישמו פעולה מתמטית המכונה טרנספורמציות פורייה על ההתפלגות כדי לייצר רעש ורוד. מונח זה מתייחס לרעש שהצפיפות הספקטרלית שלו עומדת ביחס הפוך לתדר שלו. אתה יכול להאזין לרעש ורוד.

מחברי המחקר החדש החליטו לבדוק האם להתפלגות משך השברים מחיתוך אחד למשנהו יש מאפיינים של רעש ורוד. מדענים ניתחו 150 מהסרטים ההוליוודיים הרווחיים ביותר שנעשו בין 1935 ל-2005. התברר כי בעת עריכת סרטים שנים האחרונותדפוסי רעש ורודים נמצאים בשימוש נפוץ יותר.

לדברי חוקרים, סרטים המבוססים על דפוסי רעש ורודים פופולריים מכיוון שהם תואמים לדפוסי הקשב של אנשים. המחברים מאמינים שמפיקי סרטים משתמשים ברעש ורוד שלא במתכוון - הם פשוט חוזרים על עקרונות בניית סרטים פופולריים שבהם מצאו טכניקה מוצלחת.

_________________________________________________________________

דף מידע

"צבעים" בסיסיים של רעש

התכתבויות צבע של סוגים שונים של אותות רעש נקבעות באמצעות גרפים (היסטוגרמות) של צפיפות ספקטרלית, כלומר חלוקת כוח האות על פני תדרים.

רעש לבן

אַחֵר

ישנם צבעים אחרים, "פחות רשמיים":

רעש כתום

רעש כתום הוא רעש מעין נייח עם צפיפות ספקטרלית סופית. בספקטרום של רעש כזה יש פסים של אנרגיה אפסית המפוזרים בכל הספקטרום. פסים אלו ממוקמים בתדרים של תווים מוזיקליים.

רעש אדום

רעש אדום יכול להיות מילה נרדפת לרעש בראוני או ורוד, או כינוי לרעש טבעי האופייני לגופי מים גדולים - ימים ואוקיינוסים שסופגים תדרים גבוהים. רעש אדום נשמע מהחוף מחפצים מרוחקים הנמצאים באוקיינוס.

רעש ירוק

רעש ירוק הוא הרעש של הסביבה הטבעית. דומה לרעש ורוד עם אזור תדר משופר בסביבות 500 הרץ.

רעש שחור

למונח "רעש שחור" יש מספר הגדרות:

הערות

ראה גם

סִפְרוּת

• Yellot, John I. Jr., "השלכות ספקטרליות של דגימת Photoreceptor in the Rhesus Retina." מדע, כרך 221, עמ' 382-385, 1983.