Până acum am vorbit despre semne de ordine cognitivă, semnături care pot fi observate dacă fenomenul studiat este prezentat discret, ca un ansamblu de elemente de instanță. Dacă unii dintre parametrii individuali ai acestor elemente corespund statisticilor puterii, și mai ales legii lui Zipf, putem presupune că pentru acest fenomen ordinea cognitivă este o forță ordonatoare semnificativă, cel puțin în unele dintre aspectele sale. În exemplele noastre, astfel de seturi erau orașe ale Rusiei cu populația lor, cuvinte din limba rusă cu frecvența lor, lacurile Rusiei cu zona lor.

Cu toate acestea, nu este întotdeauna posibilă prezentarea discretă a fenomenului studiat, ca o structură multiplă formată din elemente individuale. Uneori, structura fenomenului studiat este puțin vizibilă, astfel încât nu este reprezentată ca o mulțime în alte cazuri, pur și simplu nu putem obține un rezumat statistic al parametrilor individuali ai elementelor fenomenului; Într-o astfel de situație, trebuie să ne bazăm pe caracteristicile observabile holistice ale fenomenului, printre care un rol deosebit îl joacă zgomote.

Numim zgomot orice modificare neregulată a unuia dintre parametrii integrali ai fenomenului observat. De exemplu, pentru un incendiu care arde, astfel de parametri care se schimbă neregulat sunt intensitatea sunetului și intensitatea radiației (probabil există și altele) - deși nu distingem care parte a focului produce sunet sau radiații, o luăm ca un întreg. . Dar puteți da câte exemple de zgomot de natură variată doriți: intensitatea fluxului de mașini pe autostradă, cotațiile bursiere, nivelul apelor subterane, activitatea electrică a celulelor, puterea curentului într-un conductor, activitatea tectonică etc. În fiecare dintre aceste exemple avem de-a face cu o cantitate măsurabilă care este supusă fluctuațiilor.

În multe cazuri, fluctuațiile sunt periodice, de exemplu, distanța Soarelui față de Pământ se modifică periodic, nivelul mareelor se schimbă periodic, poziția pendulului etc. Cu toate acestea, dinamica periodică apare de obicei în sisteme foarte simple guvernate de ordinea fizică. Ne vom concentra asupra sistemelor și fenomenelor complexe în care fluctuațiile parametrilor sunt de obicei neregulate, neperiodice. Permiteți-mi să vă reamintesc că în sistemele complexe apar condițiile „de seră” pentru acțiunea unei ordini cognitive.

Deci, zgomotul este o modificare neperiodică, neregulată a parametrului unui fenomen de orice fel. În același timp, zgomotul parametrilor integrali (zgomotul care este produs de un fenomen ca integritate) prezintă un interes deosebit pentru noi, deoarece ne permit să auzim „esența fenomenului”, chiar dacă nu se pretează. la normal analiza structurala. În special, parametrii de zgomot fac posibilă determinarea în ce ordine controlează fenomenul - fizic sau cognitiv.

O metodă clasică și bine dezvoltată pentru analiza zgomotului este analiza spectrală. Pentru a spune simplu, această metodă se bazează pe transformata Fourier, care reprezintă o cantitate care se modifică într-o perioadă de timp selectată. Sf) ca suma armonicilor unei frecvențe multiple:

Să examinăm, de exemplu, un semnal de zgomot cu o durată de 1 secundă. Poate fi reprezentat ca o sumă de semnale periodice (armonice) cu frecvențe de 1, 2, 3, 4, 5 ... hertzi. Fiecare dintre termenii acestei sume are forma unei unde cosinus și este o componentă de frecvență a semnalului original. Mai mult, în funcție de semnal, contribuția diferitelor componente va fi diferită, ceea ce se reflectă în diferiți coeficienți A1, A2, A3,...

După ce am construit o diagramă pe care trasăm frecvența componentelor de-a lungul axei X (acest număr coincide cu numărul de ori în care unda cosinus corespunzătoare se potrivește în intervalul inițial care durează 1 secundă), iar de-a lungul axei Y coeficientul corespunzător O, pătrat, obținem spectrul de putere de frecvență semnalul de zgomot original, care reflectă în mod clar contribuția fiecărei armonice la puterea semnalului general.

Dacă nu înțelegeți prea bine despre ce vorbim aici, vă recomand să citiți mai întâi o introducere foarte simplă în teoria proceselor periodice și a transformelor Fourier. Este scris în așa fel încât chiar și oamenii din științe umaniste îl pot înțelege. Înțelegerea intuitivă a spectrului de putere al fluctuațiilor și al zgomotului vă va fi de mare ajutor când veți citi Prologurile mai târziu.

Să fim atenți la legătura dintre componentele de frecvență ale seriei Fourier și seria armonică. Dacă durata semnalului original este de 1 secundă, atunci prima armonică are o frecvență de 1 Hz. iar durata 1 sec. A doua armonică are frecvența dublă față de primii 2 Hz. si perioada 1/2 sec. (adică în 1 secundă face două oscilații complete). A treia armonică are o frecvență de 3 Hz. iar perioada 1/3 sec. etc. Seria de perioade armonice corespunde exact seriei armonice care este importantă pentru noi:

Modificările neregulate ale parametrilor diferitelor fenomene sunt extrem de frecvente și au fost studiate de mult timp, inclusiv cu ajutorul analiza spectrală. S-a dovedit că, din punct de vedere al spectrului, trei tipuri de zgomot sunt cele mai răspândite. De asemenea, s-a dovedit că spectrele acestor zgomote corespund funcțiilor de putere. Aceste zgomote au coduri de culoare: zgomot alb, zgomot maroŞi zgomot roz. În continuare vom vorbi despre fiecare dintre ele.

Zgomot alb

Zgomotul alb este zgomotul ale cărui componente de frecvență au aproximativ aceeași putere în toate intervalele de frecvență. Datorită acestei proprietăți, a primit denumirea: se crede că lumina albă a soarelui este un amestec uniform de oscilații electromagnetice de diferite frecvențe. Prin analogie, zgomotul alb a început să fie numit orice semnal care are un spectru plat caracteristic. De exemplu, iată o mostră tipică de zgomot alb și spectrul de putere corespunzător:

După cum putem vedea, spectrul nu prezintă abateri sistematice de la o linie plată orizontală. Și făcând media spectrelor unui număr mare de mostre de zgomot alb sau făcând o medie pe frecvențele învecinate, am obține o linie orizontală plată.

În natură, acest tip de zgomot este observat cel mai adesea în legătură cu fluctuațiile termice, de exemplu, zgomotul termic din semiconductori are acest spectru - dacă porniți un amplificator electronic la volum maxim, vom auzi un șuierat ușor - acesta este alb termic zgomot.

Zgomotul alb este remarcabil deoarece există o modalitate numerică foarte simplă de a-l genera. Să luăm un interval numeric și să selectăm numere din el complet aleatoriu. Punând rezultatele pe un rând, obținem o secvență de numere care are un spectru de zgomot alb. Acest lucru duce la o explicație naturală a zgomotului alb ca rezultat al unor procese complet aleatorii. De exemplu, acest lucru poate explica zgomotul termic în semiconductori.

Zgomot maro

Spectrul de zgomot maro corespunde functie de putere cu un indicator de -2. Acest zgomot și-a primit numele de la numele de familie Brown, care a fost numele descoperitorului mișcării „Brownian”. Privind polenul plantelor din apă la microscop, el a descoperit că particulele se mișcau haotic, mai degrabă decât să rămână nemișcate. Acest lucru a fost explicat prin impactul aleatoriu al moleculelor de apă care lovesc particulele de polen. Drept urmare, particulele au plutit încet haotic și au rătăcit. Ideea unei plimbări aleatorii este bine ilustrată de aspect semnal maro:

Cu toate acestea, construind același spectru în coordonate logaritmice duble, clarificăm complet corespondența spectrului cu o funcție de putere:

În ciuda abaterilor ocazionale, spectrul se încadrează în mod evident pe o linie dreaptă corespunzătoare exponentului -2. Făcând o medie a multor eșantioane de zgomot sau netezind punctele învecinate, obținem o linie aproape dreaptă.

Zgomotul maro este produs numeric la fel de simplu ca zgomotul alb - și demonstrează rudenia profundă dintre cei doi. Pentru a obține zgomot maro, la fiecare pas nu ar trebui să luați doar numere aleatoare ca următoarea valoare a semnalului, ci să adăugați o valoare aleatorie la valoarea semnalului precedent. De exemplu, dacă la pasul anterior semnalul avea valoarea 100 și obținem un număr aleator -7, atunci următoarea valoare a semnalului va fi 93.

Cu alte cuvinte, în zgomotul alb variabila aleatoare este fiecare valoare următoare semnal, iar în maro variabila aleatoare este schimbarea semnalului(de aceea se spune că zgomotul alb este un derivat diferențial al zgomotului maro).

Aspectul rătăcitor caracteristic al zgomotului maro demonstrează diferența sa importantă față de zgomotul alb: zgomotul alb reprezintă fluctuații care se află într-o anumită bandă, dincolo de care practic nu trec. Dimpotrivă, zgomotul maro, dacă i se acordă suficient timp, este garantat să lase orice bandă de valori, chiar și foarte mare:

În acest sens, se obișnuiește să se spună că zgomotul alb este staţionarși maro - nestaționară. (Rețineți că acest lucru seamănă cu conceptul de serie de numere convergente și divergente).

Zgomotul brun este larg răspândit în fenomene de diferite naturi. Apare oriunde există o creștere aleatorie a oricăror parametri. De exemplu, în mișcarea browniană a microparticulelor, un astfel de parametru este coordonatele particulelor. Spectrul maro corespunde bine mișcării normale a cotațiilor bursiere, care constă și în creșteri ale valorii acțiunilor care sunt aproape aleatorii. În general, acolo unde avem o valoare care dintr-un motiv oarecare nu tinde să se schimbe instantaneu, ci doar în trepte relativ mici, întâlnim fluctuații care au un spectru de zgomot maro. Desigur, realitatea fizică, în care există multe astfel de mărimi inerțiale (coordonatele corpurilor, impulsurile lor etc.), oferă multe exemple de zgomot maro.

Dacă zgomotul alb sună similar cu zgomotul căderii nisipului sau zgomotul dintr-un amplificator electronic, atunci zgomotul maro, din cauza superiorității enorme a frecvențelor joase, este similar cu zgomotul din atelierul unei fabrici de mașini, care este umplut. cu zumzetul puternic și „greu” al unităților uriașe.

Zgomot roz

Zgomotul roz sau zgomotul de pâlpâire este zgomotul al cărui spectru de putere corespunde unei funcții de putere cu exponentul -1. Formal, conform exponentului intermediar (pentru maro este -2, pentru alb este 0), zgomotul roz este exact la jumătatea distanței dintre zgomotul maro și alb. Acest lucru este ilustrat și de aspectul tipic al zgomotului roz:

Zgomotul nu este la fel de „plat” ca albul, dar nici nu rătăcește la fel de mult ca maro.

Zgomotul roz își ia numele de la analogia sa cu spectrul de culori al undelor electromagnetice. Lumina albă are un spectru uniform, plat, iar dacă creșteți puterea componentelor de joasă frecvență - și acestea sunt responsabile pentru regiunea roșie a spectrului de culori - atunci lumina albă se va transforma într-o culoare roșiatică, roz. Acesta este ceea ce face ca spectrul zgomotului roz să fie diferit: frecvențele joase sunt mai puternice în el. (dar trebuie să ne amintim că dacă ne uităm la spectru nu în logaritmice, ci în coordonate obișnuite, vom vedea că, în realitate, componentele de cea mai joasă frecvență sunt de multe ori mai puternice decât celelalte. Prin analogie, aceasta corespunde situației în care roșu radiația este de multe ori mai puternică decât altele, întrerupându-le, așa că mai precis ar trebui numit zgomot roz roşu).

Zgomotul roz este observat într-o varietate de fenomene. A fost observat pentru prima dată în fizica semiconductoarelor, în fluctuațiile curentului prin semiconductori, când s-a descoperit că, pe lângă zgomotul termic obișnuit, conțin zgomot care are un spectru de putere-lege cu un exponent de aproximativ -1. Devine deosebit de vizibil pe frecvențe joase, în care acest zgomot are putere maximă. În fizică, acest zgomot se numește „zgomot de pâlpâire”, zgomot de pâlpâire, iar originea lui rămâne încă un mister. Are proprietăți cu adevărat ciudate. De exemplu, s-a dovedit că chiar și în semiconductori care sunt complet izolați de lumea exterioară, de schimbările de temperatură etc., apar fluctuații lente ale curentului care durează săptămâni și chiar luni, având un spectru roz. Din punctul de vedere al fizicii actuale, acest lucru nu poate fi explicat în mod satisfăcător, deoarece se crede că nu pot avea loc procese reversibile la o asemenea scară de timp în semiconductori. Problema a devenit și mai gravă când s-a descoperit că zgomotul de pâlpâire este prezent nu numai în semiconductori, ci în aproape orice mediu conductor. Acest lucru a pus capăt explicațiilor (totuși, destul de complexe) pe care se bazau proprietăți unice semiconductori, cum ar fi prezența planurilor de contact între regiuni de conductivitate diferită etc.

Problema zgomotului de pâlpâire este agravată de faptul că până acum nu a existat un model numeric suficient de simplu și transparent care să poată genera zgomot roz. Și dacă nu înțelegem, în principiu, cum poate fi creat zgomotul roz, atunci ne este dificil să explicăm cum apare în fenomenele naturale.

Cu toate acestea, misterul zgomotului de pâlpâire ar rămâne un subiect extrem de specializat dacă zgomotul cu un astfel de spectru nu ar fi găsit în multe alte fenomene de natură foarte diferită. Nu le vom enumera aici - s-au scris deja multe pe tema zgomotului roz - dar vom da doar câteva exemple care sunt importante pentru noi. În primul rând, sunetele au un spectru roz vorbirea umană, precum și majoritatea opere muzicale stiluri și popoare diferite. În al doilea rând, fluctuațiile potențialelor electrice ale neuronilor creierului individual au un spectru roz, la fel ca, în general, electroencefalogramele creierului oamenilor sănătoși au acest spectru.

Pentru ureche, zgomotul roz nu este la fel de „plat” și „plictisitor” precum zgomotul alb, dar nici la fel de deprimant de „greu” precum zgomotul maro. Cel mai apropiat lucru cu care seamănă probabil este sunetul unei cascade când suntem aproape de ea.

Zgomotul roz este uneori denumit „ zgomot 1/f" deoarece ecuația spectrului de putere pentru zgomotul roz corespunde unei funcții de putere:

Unde W(f)- puterea unei armonice având o frecvenţă f, W(1)- puterea primei armonice, și f- frecventa. Desigur, putem desemna prin analogie zgomotul maro drept „zgomot 1/f²”, deoarece ecuația spectrului său este:

„Culorile” de bază ale zgomotului

Potriviri de culoare diverse tipuri semnalele de zgomot sunt determinate folosind grafice (histograme) de densitate spectrală, adică distribuția puterii semnalului în funcție de frecvență.

Zgomot alb

Alte

Există și alte culori „mai puțin oficiale”:

Zgomot portocaliu

Zgomotul portocaliu este un zgomot cvasi-staționar cu o densitate spectrală finită. Spectrul unui astfel de zgomot are dungi de energie zero împrăștiate pe tot spectrul. Aceste dungi sunt situate la frecvențele notelor muzicale.

Zgomot roșu

Zgomotul roșu poate fi fie un sinonim pentru zgomotul brownian sau roz, fie o desemnare pentru zgomotul natural caracteristic corpurilor mari de apă - mări și oceane care absorb frecvențe înalte. Zgomotul roșu se aude de la țărm de la obiectele îndepărtate situate în ocean.

Zgomot verde

Zgomotul verde este zgomotul mediului natural. Similar zgomot roz cu o regiune de frecvență îmbunătățită în jur de 500 Hz.

Zgomot negru

Termenul „zgomot negru” are mai multe definiții:

Note

Vezi de asemenea

Literatură

Yellot, John I. Jr., „Consecințele spectrale ale eșantionării fotoreceptorilor în retina Rhesus”. Science, vol. 221, p. 382-385, 1983.

DOAR PROFESIONALISM

Culori de zgomot

Culorile de zgomot sunt un sistem de termeni care atribuie anumite culori anumitor tipuri de semnale de zgomot pe baza analogiei dintre spectrul unui semnal de natură arbitrară (mai precis, densitatea spectrală a acestuia sau, matematic vorbind, parametrii de distribuție ai unui proces aleatoriu). ) și spectrele diferitelor culori ale luminii vizibile.

Această abstractizare este utilizată pe scară largă în ramurile tehnologiei care se ocupă de zgomot (acustica, electronică, fizică etc.).

Zgomotul alb este un semnal cu densitate spectrală uniformă la toate frecvențele și dispersie egală cu infinit. Este un proces aleator staționar.

Cu alte cuvinte, un astfel de semnal are aceeași putere în orice bandă de frecvență. De exemplu, o bandă de semnal de 20 de herți între 40 și 60 de herți are aceeași putere ca o bandă între 4000 și 4020 de herți. Zgomotul alb cu frecvență nelimitată este posibil doar în teorie, deoarece în acest caz puterea sa este infinită. În practică, un semnal poate fi doar zgomot alb într-o bandă de frecvență limitată.

Zgomot roz

Densitatea spectrală a zgomotului roz este dată de ~1/f (densitatea este invers proporțională cu frecvența). Uniform la orice frecvență. De exemplu, puterea semnalului în banda de frecvență între 40 și 60 herți este egală cu puterea în banda între 4000 și 6000 herți. Densitatea spectrală a unui astfel de semnal, în comparație cu zgomotul alb, se atenuează cu 3 decibeli pe octava.

Un exemplu de zgomot roz este sunetul unui elicopter care zboară. Zgomotul roz se găsește, de exemplu, în ritmurile inimii, în graficele activității electrice a creierului, în radiațiile electromagnetice ale corpurilor cosmice.
Uneori, zgomotul roz este orice zgomot a cărui densitate spectrală scade odată cu creșterea frecvenței.

Zgomot albastru (albastru).

Zgomotul albastru este un tip de semnal a cărui densitate spectrală crește cu 3 dB pe octava. Adică, densitatea sa spectrală este proporțională cu frecvența și, similar zgomotului alb, în practică trebuie să fie limitată de frecvență. Pentru ureche, zgomotul albastru este perceput ca fiind mai puternic decât zgomotul alb. Zgomotul albastru se obține prin diferențierea zgomotului roz; spectrele lor sunt ca o oglindă.

Zgomot brownian (roșu).

Densitatea spectrală a zgomotului roșu este proporțională cu 1/f², unde f este frecvența. Aceasta înseamnă că la frecvențe joase zgomotul are mai multă energie, chiar mai mult decât zgomotul roz. Energia zgomotului scade cu 6 decibeli pe octava. Zgomotul acustic roșu este auzit ca înăbușit în comparație cu zgomotul alb sau roz. Spectrul zgomotului roșu (pe o scară logaritmică) este oglinda opusă spectrului zgomotului violet.
Pentru ureche, zgomotul brownian este perceput ca „mai cald” decât zgomotul alb.

Zgomot violet

Acesta este un tip de semnal a cărui densitate spectrală crește cu 6 dB pe octava. Adică, densitatea sa spectrală este proporțională cu pătratul frecvenței și, similar zgomotului alb, în practică ar trebui să fie organic în frecvență. Zgomotul violet se obține prin diferențierea zgomotului alb. Spectrul de zgomot violet este oglinda opusă spectrului de roșu.

Zgomot gri

Termenul de zgomot gri se referă la un semnal de zgomot care are aceeași intensitate pentru urechea umană pe întregul interval de frecvență. Spectrul de zgomot gri se obține prin adăugarea spectrelor de zgomot brownian și violet. Spectrul de zgomot gri are o scădere mare la frecvențele medii, dar urechea umană percepe zgomotul gri în același mod ca zgomotul alb.

Există și alte culori „mai puțin oficiale”:

Zgomotul portocaliu este zgomot cu o densitate spectrală finită. Spectrul unui astfel de zgomot are dungi de energie zero împrăștiate pe tot spectrul. Aceste dungi sunt situate la frecvențele notelor muzicale.

Zgomotul verde este zgomotul mediului natural. Similar cu zgomotul roz cu o regiune de frecvență îmbunătățită în jur de 500 Hz.

Zgomot negru
Termenul „zgomot negru” are mai multe definiții:

-Tăcere
Zgomot cu un spectru de 1/f, unde > 2. Folosit pentru a simula diferite procese naturale. Este considerată o caracteristică a „dezastrelor naturale și provocate de om, cum ar fi inundații, alunecări de teren etc.”

-Zgomot alb cu ultrasunete(cu o frecvență mai mare de 20 kHz), similar așa-numitului. „lumină neagră” (cu frecvențe prea mari pentru a fi percepute, dar capabile să afecteze observatorul sau instrumentele). Zgomot al cărui spectru are predominant energie zero, cu excepția câtorva vârfuri.

Ce este zgomotul?

Oamenii de știință au separat condiționat de toate sunetele anumite sunete aleatorii, care se numesc zgomot.
Zgomotele sunt vibrații haotice ale sunetelor.
În viața de zi cu zi, întâlnim foarte des zgomot: auzim zgomotul mării, zgomotul unei mulțimi, zgomotul vântului, zgomotul apei, zgomotul unei mașini care trece...

Ce fel de zgomote sunt?

Există un număr mare de clasificări de zgomot.
În special, zgomotul poate fi intermitent (de exemplu, un autobuz care trece de-a lungul drumului) și constant (de exemplu, zgomotul emanat de la o mulțime de oameni). Astfel de zgomote „constante” sunt împărțite în mod convențional în funcție de putere, frecvență, spectru, culoare și alți parametri.
Un interes deosebit este împărțirea zgomotului după culoare (diviziunea se realizează prin analogie cu gama de culori ale luminii vizibile): zgomotul alb și cel colorat sunt separate (roz, maro, albastru, violet, gri, portocaliu, roșu, verde). și zgomot negru).

Ce este zgomotul alb?

Zgomotul alb este semnale haotice și nesistematice. Formarea zgomotului alb implică sunete de frecvență, intensitate și volum diferite, dar toate aceste sunete sunt amestecate împreună și oamenii nu fac distincție între ele, ci aud un sunet monoton.
Cel mai izbitor exemplu de zgomot alb este sunetul de la un canal de radio sau TV care nu este ocupat de o undă radio. În natură și în viața de zi cu zi, acestea sunt sunetele unei cascade din apropiere, vânt, pârâu, ocean, frunziș, ventilator, aspirator etc.

Ce este zgomotul roz?

Dintre toate zgomotele colorate enumerate, zgomotul roz este de interes deosebit pentru noi. Diferă de zgomotul alb prin faptul că apare la frecvențe mai joase (deci este puțin „mai blând” decât zgomotul alb) și „decade” puțin în fiecare octavă („sclipește” sau „pulsează”).
Cel mai izbitor exemplu de zgomot roz în viața de zi cu zi este sunetul unui elicopter. În natură, acesta este sunetul unei cascade îndepărtate (deoarece frecvențele înalte sunt atenuate în aer).

Ce aude un copil în uter?

Cavitatea uterină este de fapt mult mai zgomotoasă decât cred oamenii. Copilul este înconjurat în primul rând de sunete din intestine (datorită peristaltismului, formării de gaze, motilității intestinale), sunete ritmul cardiac, zgomotul sângelui care se mișcă prin vase, sunetele plămânilor în expansiune, vorbirea mamei și zgomotul din mediu.
Probabil, zgomotul roz este ceea ce bebelușul aude în uter, deoarece un astfel de zgomot „pulsat” sau „pâlpâit” produce un suflu cardiac (datorită ritmului cardiac).

Cum poate ajuta zgomotul roz și alb un copil?

Zgomotul este de interes pentru părinți și medici, deoarece se crede că zgomotul roz este ceea ce copilul aude în uter, deoarece acest zgomot „pulsat” sau „pâlpâit” produce un suflu cardiac (datorită ritmului cardiac).
Uneori, mamele încearcă involuntar să reproducă zgomotul roz, liniștindu-și copilul cu sunete de „shhhhh”. Astfel, ei încearcă în mod inconștient să imite mediul sonor din uter (apropo, la fel ca și când încearcă să înfășoare un bebeluș sau să-l legănă în timp ce îl poartă în brațe).

Cum afectează zgomotul somnul unui copil?

O serie de studii au demonstrat că utilizarea zgomotului roz în timpul somnului îmbunătățește profunzimea și calitatea somnului https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27354974, iar atunci când se efectuează studii electroencefalografice în timpul somnului, unele studii https: //www .ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22726808 rețineți că undele cerebrale își reduc intensitatea și se sincronizează treptat cu semnalele de zgomot roz.
Utilizarea zgomotului atunci când adorm și în timpul somnului copilului face somnul mai profund și accelerează adormirea (într-unul dintre studiile https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1792397/ s-a demonstrat că copiii au adormit la zgomot alb de trei ori mai repede, în medie de cinci minute, în timp ce fără zgomot alb, doar 25% dintre copii au reușit să adoarmă în aceeași perioadă de timp.
Utilizarea zgomotului alb și roz calmează plânsul și agitația copiilor, îi ajută să se relaxeze și să se prindă de sân în momentele de supraexcitare.
Utilizarea zgomotului în timpul adormirii și în timpul somnului bebelușului poate ajuta mama să facă față dificultăților asociate cu somnul întrerupt și scurt, precum și perioade lungi de adormire. Zgomotul ajută creierul copilului să se „relaxeze” și să adoarmă liniștit atunci când copilul este supraexcitat și îi este greu să se calmeze singur. Se crede că este mai ușor pentru mama să adoarmă după o zi grea cu zgomot alb sau roz.

Utilizarea zgomotului în timpul somnului unui copil poate fi deosebit de relevantă:

într-un loc nou sau într-o excursie, când este dificil pentru un copil să adoarmă într-un mediu necunoscut și zgomotul îl va calma
dacă este dificil pentru un copil să se calmeze și să se cufunde într-o atmosferă favorabilă pentru somn: casa este zgomotoasă, există mai mult de un copil, copiii sunt supraexcitați înainte de culcare sau copiii merg la culcare la ore diferite
dacă apar sunete noi care sunt neobișnuite pentru copil (de exemplu, vecinii au început lucrări de renovare, sau se aude un zgomot ascuțit de la geam vara, țipetele copiilor care se joacă, o alarmă de mașină etc.
dacă somnul copilului este agitat, intermitent, „zdrențuit”, scurt
dacă copilul se trezește la sfârșitul ciclului de somn, la 20-25 de minute după ce a adormit.

Cum să folosești corect zgomotul?

Pentru a îmbunătăți adormirea, zgomotul poate fi pornit imediat înainte ca copilul să adoarmă, creând un ritual de somn și formând un anumit obicei de a adormi în copil, datorită unui sunet stereotip care s-a repetat încă din perioada prenatală.

În timpul somnului, zgomotul alb poate fi lăsat aprins, deosebit de important la sfârșitul ciclului de somn, la aproximativ 30 de minute după adormire și mai ales la copiii care au somn întrerupt și scurt.
Nu lăsați zgomotul activat pe tot parcursul nopții de somn. De obicei, zgomotul alb din dispozitivele speciale se oprește după 20-25 de minute.
Nu așezați sursa de zgomot alb sau roz la mai puțin de 1 metru de copil

Pentru a calma copilul. Dacă un copil plânge, atunci este logic să activați zgomotul alb puțin mai tare decât plânsul, astfel încât copilul să audă acest sunet și să se concentreze asupra lui. De îndată ce copilul se liniștește și intensitatea plânsului său scade, volumul zgomotului trebuie redus.

Care este nivelul de zgomot acceptabil?

Când folosiți zgomotul pentru a adormi, este extrem de important să nu faceți rău copilului și să mențineți volumul necesar.

Sunetul ar trebui să fie suficient pentru a absorbi alte zgomote, dar nu suficient de puternic pentru a deteriora proteza auditivă.

Este mai bine să activați zgomotul alb sau roz la un volum de cel mult 50 dB (aceasta este puțin mai tare decât vorbirea înfundată a doi adulți (30 dB) și puțin mai liniștită decât o conversație normală între doi adulți (60 dB). dB), sau ca un umidificator care funcționează la putere maximă). Zgomotul ar trebui să fie confortabil pentru auzul dumneavoastră.

Reguli importante:

Este important de reținut că zgomotul poate fi prea puternic, iar acest lucru poate afecta negativ atât somnul, cât și dezvoltarea receptorilor auditivi ai copilului.

În plus, rămâne deschisă întrebarea dacă apare o dependență de a dormi cu zgomot și dacă în timp copilul va putea dormi fără zgomot, totuși, somnologii susțin că zgomotul are o intensitate scăzută a somnului. Cu toate acestea, nu este recomandat să lăsați zgomotul aprins noaptea pentru ca și copilul să învețe să doarmă fără zgomot.

Nu așezați jucăria direct în pătuțul copilului.

De unde pot obține zgomot roz?

Puteți activa sunetul unui aspirator, al uscătorului de păr, al turnării de apă etc. (dar zgomotul va fi alb)
Există aplicații pentru Iphone (de exemplu, „Bayu-Bai”) unde poți alege opțiunea de zgomot.
Puteți cumpăra o jucărie care face zgomot roz. Jucăria va păstra, de asemenea, mirosul casei și va oferi senzații tactile, care sunt atât de importante în formarea ritualurilor de somn.

Atunci când alegeți o jucărie sau un dispozitiv care produce zgomot, luați în considerare:

Este de preferat să alegeți o jucărie care generează zgomot roz și nu zgomot alb (care este mai blând și mai apropiat de zgomotul intrauterin al ritmului cardiac)
Este mai bine să poți selecta mai multe zgomote și să-l alegi pe cel mai potrivit pentru copilul tău.
Că volumul jucăriei să fie reglabil
Că jucăria ar trebui să aibă un cronometru pe care mama îl va seta 5-10 minute mai târziu după sfârșitul unui ciclu de somn (de obicei 25-30 de minute)
Jucăria nu trebuie să conțină panglici lungi, sfori, părți proeminente sau alte componente de care copilul ar putea să le muște sau să se încurce.

Candidată la științe și mama, medic pediatru și neonatolog, Levadnaya Anna Viktorovna

Zgomot- oscilații aleatorii de diferite naturi fizice, caracterizate prin complexitatea structurii lor temporale și spectrale.

Inițial cuvântul zgomot legate exclusiv de vibrațiile sonore, dar în stiinta moderna s-a extins si la alte tipuri de vibratii (radio, electricitate).
Clasificarea zgomotului

Zgomot- un set de sunete aperiodice de intensitate și frecvență variabile. Din punct de vedere fiziologic, zgomotul este orice sunet perceput nefavorabil.

După spectru

Zgomotele sunt împărțite în staționare și non-staționare.

După natura spectrului

Pe baza naturii spectrului, zgomotul este împărțit în:
zgomot în bandă largă cu un spectru continuu cu o lățime de peste 1 octava;
zgomot tonal, în spectrul căruia există tonuri pronunțate. Un ton este considerat pronunțat dacă una dintre benzile de frecvență de o treime de octavă le depășește pe celelalte cu cel puțin 7 dB.

După frecvență (Hz)

În funcție de răspunsul în frecvență, zgomotul este împărțit în:

frecventa joasa (<400 Гц)
frecvență medie (400-1000 Hz)
frecventa inalta (>1000 Hz)

După caracteristicile timpului

constant;
instabil, care la rândul său este împărțit în oscilant, intermitent și impulsiv.

După natura apariţiei

Mecanic
Aerodinamic
Hidraulic
Electromagnetic
Măsurarea zgomotului

Pentru cuantificarea zgomotului se folosesc parametri medii determinați pe baza legilor statistice. Pentru măsurarea caracteristicilor zgomotului se folosesc sonometre, analizoare de frecvență, corelometre etc.

Nivelurile de zgomot sunt cel mai adesea măsurate în decibeli.

Intensitatea sunetului în decibeli
Conversație: 40-45
Birou: 50-60
Strada: 70-80
Fabrica (industrie grea): 70-110
Ferăstrău cu lanț: 100
Lansare cu jet: 120
Vuvuzela: 130

Surse de zgomot

Surse zgomot acustic orice vibrații în medii solide, lichide și gazoase pot servi; În tehnologie, principalele surse de zgomot sunt diversele motoare și mecanisme. În general, este acceptată următoarea clasificare a zgomotului după sursa: - mecanic; - hidraulice; - aerodinamic; - electrice.

Zgomotul crescut al mașinilor și mecanismelor este adesea un semn al defecțiunilor sau al proiectelor iraționale. Sursele de zgomot în producție includ transportul, echipamentele tehnologice, sistemele de ventilație, unitățile pneumatice și hidraulice, precum și sursele care provoacă vibrații.

Zgomote non-acustice

Zgomot electronic- fluctuații aleatorii ale curenților și tensiunilor din radio dispozitive electronice, apar ca urmare a emisiei neuniforme de electroni în dispozitivele electrice de vid (zgomot de împușcare, zgomot de pâlpâire), procese inegale de generare și recombinare a purtătorilor de sarcină (electroni de conducție și găuri) în dispozitivele semiconductoare, mișcarea termică a purtătorilor de curent în conductori (termici). zgomot), radiația termică a Pământului și a atmosferei terestre, precum și planetele, Soarele, stelele, mediul interstelar etc. (zgomot spațial).

Impactul zgomotului asupra oamenilor

Zgomotul din domeniul audio duce la scăderea atenției și la creșterea erorilor la performanță diverse tipuri fabrică Zgomotul încetinește reacția unei persoane la semnalele provenite de la dispozitivele tehnice. Zgomotul deprimă central sistemul nervos(SNC), provoacă modificări ale ritmului respirator și ale ritmului cardiac, contribuie la tulburări metabolice, apariția boli cardiovasculare, ulcere gastrice, hipertensiune arterială. Când este expus la zgomot niveluri înalte(mai mult de 140 dB) posibilă ruptură timpanele, comoție și la niveluri chiar mai mari (mai mult de 160 dB) și moarte.

Reglarea igienica a zgomotului

Pentru a determina nivelul de zgomot admis la locurile de muncă, spațiile rezidențiale, clădirile publice și zonele rezidențiale, se utilizează GOST 12.1.003-83. SSBT „Zgomot. Cerințe generale de siguranță”, SN 2.2.4/2.1.8.562-96 „Zgomot la locurile de muncă, în clădiri rezidențiale și publice și în zone rezidențiale.”

Normalizarea zgomotului în domeniul audio se realizează folosind două metode: în funcție de spectrul de nivel maxim de zgomot și în funcție de dBA. Prima metodă stabilește niveluri maxime admisibile (MAL) în benzi de nouă octave cu frecvențe medii geometrice de 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. A doua metodă este utilizată pentru a normaliza zgomotul non-constant și în cazurile în care spectrul zgomotului real nu este cunoscut. Indicatorul normalizat în acest caz este nivelul sonor echivalent al zgomotului constant în bandă largă, care are același impact asupra unei persoane ca și zgomotul real neconstant, măsurat pe scara A a unui sonometru.

Culori de zgomot

Culori de zgomot- un sistem de termeni care atribuie anumite culori anumitor tipuri de semnale de zgomot pe baza analogiei dintre spectrul unui semnal de natură arbitrară (mai precis, densitatea spectrală a acestuia sau, matematic vorbind, parametrii de distribuție ai unui proces aleatoriu) și spectrele diferitelor culori ale luminii vizibile. Această abstractizare este utilizată pe scară largă în ramurile tehnologiei care se ocupă de zgomot (acustica, electronică, fizică etc.).

Zgomot alb

Zgomot alb- zgomot staționar, ale cărui componente spectrale sunt distribuite uniform pe întreaga gamă de frecvențe implicate. Exemple de zgomot alb sunt zgomotul unei cascade din apropiere (zgomotul cascadei îndepărtate este roz, deoarece componentele de înaltă frecvență ale sunetului sunt atenuate în aer mai mult decât cele de joasă frecvență) sau zgomotul Schottky la bornele de înaltă rezistență. Își ia numele de la lumina albă, care conține unde electromagnetice de frecvențe în întreaga gamă vizibilă de radiații electromagnetice.

În natură și tehnologie, zgomotul alb „pur” (adică zgomotul alb având aceeași putere spectrală la toate frecvențele) nu apare (datorită faptului că un astfel de semnal ar avea putere infinită), totuși, orice zgomot a cărui densitate spectrală este același (sau ușor diferit) în domeniul de frecvență luat în considerare.

Proprietăți statistice

Termenul „zgomot alb” este de obicei aplicat unui semnal care are o funcție de autocorelare, descrisă matematic de funcția delta Dirac în toate dimensiunile spațiului multidimensional în care este luat în considerare semnalul. Semnalele cu această proprietate pot fi considerate zgomot alb. Această proprietate statistică este fundamentală pentru semnalele de acest tip.

Faptul că zgomotul alb este necorelat în timp (sau în orice alt argument) nu determină valorile acestuia în domeniul timp (sau orice alt argument considerat).

Seturile primite de semnal pot fi arbitrare până la proprietatea statistică principală (cu toate acestea, componenta constantă a unui astfel de semnal trebuie să fie egală cu zero). De exemplu, un semnal binar care poate lua doar valori egale cu zero sau unu va fi zgomot alb numai dacă succesiunea de zerouri și unu nu este corelată. Semnalele care au o distribuție continuă (cum ar fi o distribuție normală) pot fi, de asemenea, zgomot alb.

Zgomotul alb discret este pur și simplu o secvență de numere independente (adică fără legătură statistic între ele).

Zgomot pâlpâit, zgomot roz (zgomot de pâlpâire, zgomot de pâlpâire zgomot 1/f zgomot roz, Uneori

în înțelegerea îngustă aplicată a unui astfel de termen) - zgomot electronic observat în aproape orice dispozitiv electronic; sursele sale pot fi neomogenități în mediul conducător, generarea și recombinarea purtătorilor de sarcină în tranzistoare etc. Menționate de obicei în legătură cu curentul continuu.

Zgomotul flicker are spectrul zgomotului roz, motiv pentru care uneori este numit așa. Cu toate acestea, ar trebui să distingem între zgomotul roz, ca model matematic al unui semnal de un anumit tip, și zgomotul de pâlpâire, ca fenomen bine definit în circuitele electrice.

În 1996, la Institutul de Termofizică, Filiala Ural a Academiei Ruse de Științe, V.P Koverdoy și V.N Skokov au descoperit experimental pulsații termice intense în timpul tranziției de la regimul de fierbere cu bule de azot lichid la regimul de fierbere a filmului în regiunea termică. supraconductor la temperatură înaltă. Spectrul acestor pulsații corespunde zgomotului de pâlpâire

Zgomot roșu (Zgomot roșu Zgomot brownian ) este un semnal de zgomot care produce mișcare browniană. Pentru că în engleză se numește Zgomot maro (brunian). zgomot maro.
Densitatea spectrală a zgomotului roșu este proporțională cu 1/f², unde f este frecvența. Aceasta înseamnă că la frecvențe joase zgomotul are mai multă energie, chiar mai mult decât zgomotul roz. Energia zgomotului scade cu 6 decibeli pe octava. Zgomotul acustic roșu este auzit ca înăbușit în comparație cu zgomotul alb sau roz

Zgomot albastru (cian).

Zgomotul albastru este un tip de semnal a cărui densitate spectrală crește cu 3 dB pe octava. Adică, densitatea sa spectrală crește odată cu frecvența și, similar zgomotului alb, în practică trebuie să fie limitată de frecvență. Pentru ureche, zgomotul albastru este perceput ca fiind mai puternic decât zgomotul alb. Zgomotul albastru se obține prin diferențierea zgomotului roz; spectrele lor sunt ca o oglindă.

Zgomot violet

Zgomotul violet este un tip de semnal a cărui densitate spectrală crește cu 6 dB pe octava. Adică, densitatea sa spectrală este proporțională cu pătratul frecvenței și, similar zgomotului alb, în practică trebuie să fie limitată de frecvență. Zgomotul violet se obține prin diferențierea zgomotului alb. Spectrul de zgomot violet este oglinda opusă spectrului de roșu.

Zgomot gri

Termen zgomot gri se referă la un semnal de zgomot care are aceeași intensitate subiectivă pentru auzul uman pe întreaga gamă de frecvențe percepute. Spectrul de zgomot gri se obține prin adăugarea spectrelor de zgomot brownian și violet. În spectrul zgomotului gri, o „scădere” mare este vizibilă la frecvențele medii, dar urechea umană percepe subiectiv zgomotul gri ca fiind uniform în densitatea spectrală (fără o predominare a vreunei frecvențe).

Glosarul American Federal Telecommunications Standard 1037C definește zgomotul alb, roz, albastru și negru.