Ruído vermelho. Por que o ruído branco é útil: por exemplo, o som de uma cachoeira

O ruído é uma combinação aleatória de sons de intensidade e frequência variadas. Na prática de lidar com ruído, significa som perturbador e indesejado. O impacto do ruído em uma pessoa depende de suas principais características, que são:

- níveis de pressão sonora (doravante denominados NPS);

- composição de frequência (espectro).

A pressão sonora é a parte variável da pressão gerada ao passar onda sonora no ambiente de distribuição. Esta força atuante por unidade de área é medida em pascal (Pa).

A pressão sonora no ar varia de 10–5 Pa perto do limiar auditivo a 103 Pa. Em um volume médio de conversação, o componente variável da pressão sonora é de cerca de 0,1 Pa.

Pressão sonora mínima à qual responde ouvido humano, é 2·10–5 Pa, a pressão sonora máxima percebida sem sentir dor é 102 Pa (Figura 1.6). Portanto, a faixa de pressões sonoras percebidas pelo ouvido humano é de 107 Pa.

p, pai

2 × 10-4

2 × 10-5

onde p é o valor quadrático médio da pressão sonora, medido em pascais;

p 0 – limiar auditivo zero, ou seja, pressão correspondente ao limiar de sensibilidade do ouvido humano na frequência de 1000 Hz (p 0 = 2·10–5).

Os órgãos auditivos humanos são capazes de perceber vibrações com frequências que variam de

16–20 Hz a 16–20 kHz.

O plano entre o limiar auditivo e limite da dor chamado de plano de audibilidade. Este plano é caracterizado pelos seguintes dados:

- por frequência de vibração – 16–20 Hz – 16–20 kHz;

- por pressão sonora – 0 – 130–140dB.

O nível sonoro é uma característica integrante do ruído, então ele descobriu ampla aplicação em tecnologia de medição e padronização de ruído.

O valor médio temporal da potência sonora por unidade de área é denominado intensidade sonora.

A intensidade do som é avaliada pelo nível de intensidade em uma escala de

onde I – raiz dos valores quadráticos médios da intensidade;

I 0 = 10–12 W/m2 – o valor do limite zero da intensidade sonora.

A intensidade do som está relacionada à intensidade do som - valor que caracteriza a sensação auditiva de um determinado som (Figura 1.8). O volume de um som depende de forma complexa da pressão sonora (intensidade sonora). Com frequência e formato de vibrações constantes, o volume do som aumenta com o aumento da intensidade do som (pressão sonora). Na mesma pressão sonora, o volume do som das vibrações harmônicas de diferentes frequências é diferente, ou seja, em diferentes frequências, sons de diferentes intensidades podem ter o mesmo volume.

A intensidade de um som em uma determinada frequência é avaliada comparando-a com a intensidade de um tom puro com frequência de 1000 Hz. O nível de pressão sonora (em dB) de um tom puro com frequência de 1000 Hz, tão alto quanto o som que está sendo medido, é chamado de nível de intensidade do fônon desse som (Figura 1.7).

Figura 1.7 – Curvas de volume iguais

Como pode ser visto nas curvas de volume igual mostradas na Figura 1.7, para obter um nível de volume de fundo de 4 na frequência de 500 Hz, é necessária uma pressão sonora de 20 dB, e para o mesmo nível de volume na frequência de 20 Hz, é necessária uma pressão sonora de 60 dB.

A partir das curvas mostradas no gráfico, fica claro que em um nível de fundo de 30–40 a uma frequência de 1000 Hz na faixa de frequência de 250–500 Hz, o volume diminui em aproximadamente 6 dB.

Toda a gama de intensidades em que a onda provoca uma sensação sonora no ouvido humano (de 10–12 a 10 W/m2) corresponde a níveis de intensidade de 0 a 130 dB. A Tabela 1.2 mostra os níveis aproximados de volume para alguns sons.

Tabela 1.2 - Níveis aproximados de volume para alguns sons

	Estimativa de volume de som		Fonte de som
		som, dB
	Muito quieto		Sensibilidade de limite médio
	Sussurro silencioso (1,5 m)		problemas de ouvido
			O tique-taque da parede mecânica
			Passos em carpete macio (3–4 m)
			Conversa tranquila
	Moderado		Carro de passageiros (10–15 m)
			Rua meio barulhenta
			Conversa calma (1 m)
	Muito alto		Rua barulhenta
			Orquestra Sinfónica
			Martelo pneumático
	Ensurdecedor		Trovão acima
			O som é percebido como dor

Classificação do ruído que afeta humanos

1. Com base na natureza do espectro de ruído, distinguem-se os seguintes:

- ruído tonal, em cujo espectro existem tons pronunciados. A natureza tonal do ruído para fins práticos é estabelecida medindo em bandas de frequência de 1/3 de oitava o excesso do nível de uma banda sobre as vizinhas em pelo menos 10 dB.

2. De acordo com as características temporais do ruído, distinguem-se:

- ruído constante, cujo nível sonoro durante uma jornada de trabalho de 8 horas ou durante medições em instalações de edifícios residenciais e públicos, em áreas residenciais, altera-se ao longo do tempo em não mais que 5 dBA quando medido no tempo característico do medidor de nível sonoro “lentamente”;

- ruído intermitente, cujo nível varia A jornada de trabalho de 8 horas, turno de trabalho ou durante medições em dependências de edifícios residenciais e públicos, em áreas residenciais varia de acordo com

tempo em mais de 5 dBA quando medido no tempo “lento” característico do medidor de nível sonoro.

Os ruídos variáveis ​​​​são divididos nos seguintes tipos:

- ruído flutuante no tempo, cujo nível sonoro muda continuamente ao longo do tempo;

- ruído intermitente, cujo nível sonoro muda gradualmente (em 5 dBA ou mais) e a duração dos intervalos durante os quais o nível permanece constante é de 1 segundo ou mais;

- ruído de impulso que consiste em um ou mais sinais sonoros, cada um com duração inferior a 1 segundo, enquanto os níveis sonoros em dBAI e dBA, medidos respectivamente nas características de tempo “pulso” e “lento”, diferem em pelo menos 7 dB.

Cores de ruído são um sistema de termos que atribuem certas cores a determinados tipos de sinais de ruído com base na analogia entre o espectro de um sinal de natureza arbitrária (mais precisamente, sua densidade espectral ou, matematicamente falando, os parâmetros de distribuição de um processo aleatório) e espectros várias cores luz visível. Esta abstração é amplamente utilizada em ramos da tecnologia que lidam com ruído (acústica, eletrônica, física, etc.).

Correspondências de cores Vários tipos sinal de ruído são determinados por meio de gráficos (histogramas) de densidade espectral, ou seja, a distribuição da potência do sinal por frequência.

O ruído branco é um sinal com espectro uniforme em todas as frequências (Figura 1.8). Em outras palavras, tal sinal tem a mesma potência em todos

lutar contra a banda de frequência. Por exemplo, uma banda de sinal de 20 Hz entre 40 e 60 Hz tem a mesma potência que uma banda de sinal entre 4.000 e 4.020 Hz. Frequência ilimitada ruído branco só é possível em teoria, pois neste caso seu poder é infinito. Na prática, um sinal só pode ser ruído branco dentro de uma banda de frequência limitada.

Figura 1.8 – Densidade espectral do ruído branco

A densidade espectral do ruído rosa é determinada pela fórmula 1/f (a densidade é inversamente proporcional à frequência), ou seja, é uniforme na escala logarítmica de frequência (Figura 1.9). Por exemplo, a potência do sinal na banda de frequência entre 40 e 60 Hz é igual à potência na banda entre 4.000 e 6.000 Hz. A densidade espectral de tal sinal, comparada ao ruído branco, atenua 3 dB por oitava. Um exemplo de ruído rosa é o som de um helicóptero passando. O ruído rosa é encontrado, por exemplo, em ritmos cardíacos, gráficos atividade elétrica cérebro, em radiação eletromagnética corpos cósmicos

Às vezes, o ruído rosa é qualquer ruído cuja densidade espectral diminui com o aumento da frequência.

Figura 1.9 – Densidade espectral do ruído rosa

O ruído browniano é semelhante ao ruído rosa, mas sua densidade espectral é atenuada em 6 dB por oitava (Figura 1.10). Ou seja, sua densidade espectral é inversamente proporcional ao quadrado da frequência. O ruído browniano pode ser obtido integrando o ruído branco ou usando um algoritmo que simula o movimento browniano. O espectro do ruído vermelho (em escala logarítmica) é o espelho oposto ao espectro do ruído violeta. Às vezes, esse ruído também é chamado de marrom, pois uma das traduções do sobrenome Brown é “marrom”. De ouvido, o ruído browniano é percebido como “mais quente” do que o ruído branco.

I , Hz Ruído marrom

f,Hz

Figura 1.10 – Densidade espectral do ruído marrom

Também o mais comum:

a) ruído azul - tipo de sinal cuja densidade espectral aumenta 3 dB por oitava; b) ruído violeta - tipo de sinal cuja densidade espectral aumenta;

é ajustado para 6 dB por oitava; c) ruído cinza - o espectro do ruído cinza é obtido somando os espectros

Ruído browniano e violeta.

“Cores” básicas de ruído

As correspondências de cores de vários tipos de sinais de ruído são determinadas por meio de gráficos (histogramas) de densidade espectral, ou seja, a distribuição da potência do sinal pelas frequências.

ruído branco

Outro

Existem outras cores “menos oficiais”:

Ruído laranja

O ruído laranja é um ruído quase estacionário com densidade espectral finita. O espectro desse ruído possui faixas de energia zero espalhadas por todo o espectro. Essas listras estão localizadas nas frequências das notas musicais.

Ruído vermelho

O ruído vermelho pode ser sinônimo de ruído browniano ou rosa, ou uma designação para ruído natural característico de grandes massas de água - mares e oceanos que absorvem altas frequências. O ruído vermelho é ouvido na costa de objetos distantes localizados no oceano.

Ruído verde

Ruído verde - ruído ambiente natural. Semelhante ao ruído rosa com uma região de frequência aprimorada em torno de 500 Hz.

Ruído preto

O termo "ruído negro" tem várias definições:

Notas

Veja também

Literatura

• Yellot, John I. Jr., "Consequências Espectrais da Amostragem de Fotorreceptores na Retina Rhesus." Ciência, vol. 221, pp.

SÓ PROFISSIONALISMO

Cores de ruído

As cores de ruído são um sistema de termos que atribuem certas cores a determinados tipos de sinais de ruído com base na analogia entre o espectro de um sinal de natureza arbitrária (mais precisamente, sua densidade espectral ou, matematicamente falando, os parâmetros de distribuição de um processo aleatório ) e os espectros de várias cores de luz visível.

Essa abstração é amplamente utilizada em ramos da tecnologia que lidam com ruído (acústica, eletrônica, física, etc.).

O ruído branco é um sinal com densidade espectral uniforme em todas as frequências e dispersão igual ao infinito. É um processo aleatório estacionário.

Em outras palavras, tal sinal tem a mesma potência em qualquer banda de frequência. Por exemplo, uma banda de sinal de 20 hertz entre 40 e 60 hertz tem a mesma potência que uma banda entre 4.000 e 4.020 hertz. O ruído branco de frequência ilimitada só é possível em teoria, pois neste caso seu poder é infinito. Na prática, um sinal só pode ser ruído branco dentro de uma banda de frequência limitada.

Ruído rosa

A densidade espectral do ruído rosa é dada por ~1/f (a densidade é inversamente proporcional à frequência). Uniformemente em qualquer frequência. Por exemplo, a potência do sinal na banda de frequência entre 40 e 60 hertz é igual à potência na banda entre 4.000 e 6.000 hertz. A densidade espectral de tal sinal, em comparação com o ruído branco, é atenuada em 3 decibéis por oitava.

Um exemplo de ruído rosa é o som de um helicóptero passando. O ruído rosa é encontrado, por exemplo, nos ritmos cardíacos, nos gráficos da atividade elétrica do cérebro, na radiação eletromagnética dos corpos cósmicos.
Às vezes, o ruído rosa é qualquer ruído cuja densidade espectral diminui com o aumento da frequência.

Ruído azul (ciano)

O ruído azul é um tipo de sinal cuja densidade espectral aumenta 3 dB por oitava. Ou seja, sua densidade espectral é proporcional à frequência e, semelhante ao ruído branco, na prática deve ser limitada em frequência. Para o ouvido, o ruído azul é percebido como mais nítido do que o ruído branco. O ruído azul é obtido diferenciando o ruído rosa; seus espectros são semelhantes a espelhos.

Ruído browniano (vermelho)

A densidade espectral do ruído vermelho é proporcional a 1/f², onde f é a frequência. Isto significa que em baixas frequências o ruído tem mais energia, ainda mais que o ruído rosa. A energia do ruído cai 6 decibéis por oitava. O ruído acústico vermelho é ouvido abafado em comparação com o ruído branco ou rosa. O espectro do ruído vermelho (em escala logarítmica) é o espelho oposto ao espectro do ruído violeta.
Ao ouvido, o ruído browniano é percebido como “mais quente” do que o ruído branco.

Ruído roxo

Este é um tipo de sinal cuja densidade espectral aumenta 6 dB por oitava. Ou seja, sua densidade espectral é proporcional ao quadrado da frequência e, semelhante ao ruído branco, na prática deveria ter frequência orgânica. O ruído violeta é obtido diferenciando o ruído branco. O espectro do ruído violeta é o espelho oposto ao espectro do vermelho.

Ruído cinza

O termo ruído cinza refere-se a um sinal de ruído que tem o mesmo volume do ouvido humano em toda a faixa de frequência. O espectro do ruído cinza é obtido somando os espectros do ruído browniano e violeta. O espectro do ruído cinza apresenta uma grande queda nas frequências médias, mas o ouvido humano percebe o ruído cinza da mesma forma que o ruído branco.

Existem outras cores “menos oficiais”:

O ruído laranja é um ruído com densidade espectral finita. O espectro desse ruído possui faixas de energia zero espalhadas por todo o espectro. Essas listras estão localizadas nas frequências das notas musicais.

O ruído vermelho pode ser sinônimo de ruído browniano ou rosa, ou uma designação para ruído natural característico de grandes massas de água - mares e oceanos que absorvem altas frequências. O ruído vermelho é ouvido na costa de objetos distantes localizados no oceano.

O ruído verde é o ruído do ambiente natural. Semelhante ao ruído rosa com uma região de frequência aprimorada em torno de 500 Hz.

Ruído preto
O termo "ruído negro" tem várias definições:

-Silêncio
Ruído com espectro de 1/f, onde > 2. Utilizado para simular diversos processos naturais. Considerada uma característica de “desastres naturais e provocados pelo homem, como inundações, deslizamentos de terra, etc.”

-Ruído branco ultrassônico(com frequência superior a 20 kHz), semelhante ao chamado. “luz negra” (com frequências muito altas para serem percebidas, mas capazes de afetar o observador ou os instrumentos). Ruído cujo espectro tem energia predominantemente zero, exceto por alguns picos.

Os cientistas determinaram quais filmes atraem mais a atenção dos espectadores do que outros. Descobriu-se que os filmes mais fascinantes são baseados no chamado ruído rosa. O trabalho dos pesquisadores foi aceito para publicação na revista Psychological Science. New Scientist escreve brevemente sobre isso.

Os cientistas tomaram como ponto de partida para o seu trabalho um estudo realizado na década de 90 do século passado. Um grupo de especialistas observou espectadores assistindo a um filme. Descobriu-se que os períodos de tempo durante os quais a atenção deles estava ocupada pelo filme foram distribuídos de forma muito característica. Os pesquisadores aplicaram uma operação matemática conhecida como transformadas de Fourier à distribuição para produzir ruído rosa. Este termo refere-se ao ruído cuja densidade espectral é inversamente proporcional à sua frequência. Você pode ouvir ruído rosa.

Os autores do novo estudo decidiram verificar se a distribuição da duração dos fragmentos de um corte para outro tem características de ruído rosa. Os cientistas analisaram 150 dos filmes de Hollywood de maior bilheteria feitos entre 1935 e 2005. Acontece que ao editar filmes anos recentes padrões de ruído rosa são mais comumente usados.

Segundo os pesquisadores, os filmes baseados em padrões de ruído rosa são populares porque correspondem aos padrões de atenção das pessoas. Os autores acreditam que os produtores de filmes estão usando o ruído rosa involuntariamente - eles estão simplesmente repetindo os princípios de construção de filmes populares nos quais encontraram uma técnica de sucesso.

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Folha de Informação

As ondas sonoras têm naturezas diferentes e o resultado de suas vibrações caóticas é o ruído.

Sempre nos deparamos com ruídos Vida cotidiana, sejam sons de carros, chuva, metrô, mar, vento. Existem muitos tipos diferentes de ruído. Eles são diferenciados até pela cor.

Barulho branco– isto é “ruído diário”. Isso inclui:

• som do mar;
• o som da chuva;
• farfalhar noturno;
• o murmúrio do rio;
• ruído de autoestrada;
• o barulho dos trens.

Não é negativo para uma pessoa, mas sim a influência contínua dos sons frequências diferentes pode causar aumento ou diminuição da pressão arterial e dor na região da cabeça. Para algumas pessoas, o ruído branco é uma condição essencial durma bem. A maioria das pessoas não consegue vivenciar seus sonhos à noite se não houver nenhum “shhhh” bem conhecido no fundo. Por que a substituição dos sons diários tem um efeito tão cativante nas pessoas? O ruído vem em outras cores?

A ideia de substituir um ruído por outro pode parecer, à primeira vista, ridícula. Há algum sentido nisso? “Não consigo dormir por causa de sons perturbadores, deixe-me ativar algum ruído estranho.” Maravilhoso. E, no entanto, a maioria das pessoas garante que não está pronta para adormecer completamente sem o ruído descrito. E algumas empresas estão prontas para oferecer a você a compra de um aparelho que recria ruídos adaptados para um sono profundo. O que acontece com nosso corpo nesses momentos?

A resposta curta é que o ruído branco é confortável para alguns indivíduos.

E agora uma resposta detalhada. O ruído branco é um som estacionário. Consiste em elementos multiespectrais. Eles estão igualmente posicionados em todo o espectro de frequências envolvidas.

Alguma coisa está clara? Vamos imaginar um concerto com um grande número músicos. Qualquer um deles toca a nota. Tal conjunto reproduz ao mesmo tempo numerosos sons acessíveis aos nossos ouvidos. Isso representa ruído branco.

Acontece que você acorda com barulho, não é culpa dele. Você é acordado pela inconsistência emergente e modificação do tom sonoro. O ruído branco bloqueia mudanças bruscas semelhantes, como se estivesse protegendo você de sons repentinos ou desagradáveis.

“A ideia mais básica é que a nossa audição está sempre ativa, mesmo enquanto dormimos”, explica o autor Seth Horowitz. É por isso que muitas pessoas optam por ouvir o ruído branco criado por qualquer mecanismo, em vez do ronco intenso e decrescente do marido.

Isso realmente parece ser verdade. Se de repente você não gostar especificamente do ruído branco, tente ouvir os sons de outros tons.

Ruído nas áreas de aplicação Cor de rosa conhecido como ruído de cintilação. O som de um helicóptero sobrevoando é exemplo brilhante esse tipo de ruído. Tem um excelente efeito curativo para depressão e neuroses. Estudos recentes descobriram que se os filmes forem construídos com base em padrões de ruído rosa, então serão mais atraentes para os espectadores porque correspondem ao padrão de atenção dividida das pessoas.

Uma análise conduzida pelo professor Jue Zhang, da Universidade de Pequim, descobriu que o ruído, mais atraentemente chamado de “ruído rosa”, pode ajudá-lo a adormecer muito mais rápido.

O ruído rosa é um tipo de som em que todas as oitavas têm potência igual ou frequências completamente consistentes. Imagine o som da chuva caindo no asfalto ou o vento farfalhando nas folhas das árvores.

Ruídos de outras cores

• O ruído marrom é semelhante ao som de uma cachoeira. É famoso pelo fato de que, ao entrar em ressonância com órgãos humanos, o ruído marrom perturba o funcionamento do trato gastrointestinal. Quando o ruído é intenso, pode causar danos às pessoas.
• Barulho de cor azul de acordo com os sentidos sonoros, é mais nítido que o ruído branco. Esse tipoé formado devido a alterações no ruído rosa.
• Não só não há ruído azul no mundo, mas também roxo. Surge graças a análise espectral ruído marrom e branco.
• A singularidade do ruído cinzaé que em toda a faixa de frequência ele contém volume idêntico ao dos ouvidos humanos. O espectro de ruído cinza ocorre quando o ruído marrom e branco são combinados. Uma pessoa o considera semelhante ao branco.
• Laranja ou ruído cor laranja tem uma apresentação muito difícil com ponto científico visão. Mas é fácil de fazer - entregue às crianças flautas soprano de plástico e deixe-as chacoalhar.
• O ruído vermelho é característico dos recursos hídricos. Ouvimos esse tipo de som vindo de objetos distantes da costa no oceano.
• Barulho ambiente naturalé ruído verde.
• O ruído negro é o que às vezes sentimos falta na agitação da cidade: o ruído negro é silêncio.

Sem dúvida, nem todo mundo fica encantado com esse tipo de ruído. Pessoas individuais, pelo contrário, tornam-se mais suscetíveis a sons de fundo. Provavelmente, alguns de nós percebem o ruído sem fim como um fluxo pacificador, enquanto outros extraem dele notas individuais e nítidas.

O efeito dos sons nas pessoas depende de:

• níveis de ruído;
• suas características e alcance;
• período de exposição;
• fenômenos ressonantes.
• Estado de saúde;
• características pessoais das pessoas e a adaptabilidade do corpo.

O impacto negativo do ruído manifesta-se no impacto na atitude emocional, na motivação, na iniciativa, acontece, mas normalmente não se expressa de forma alguma na deterioração do trabalho, mas mesmo assim causa transtornos às pessoas.

Ruídos sibilantes, oscilantes, chocalhos e rangidos podem ser desagradáveis; eles reduzem a capacidade de realizar movimentos coordenados com rapidez e precisão.

Ruído poderoso causa problemas no reconhecimento de cores, na capacidade de determinar tempo e distância, reduz a qualidade da visão e altera a percepção visual.

No período de 18 a 45 anos, somos capazes de suportar ruídos fortes com menos problemas do que os mais jovens ou, inversamente, os mais velhos. As mulheres são muito melhor que os homens tolerar ruído. Se você tem pressão alta, então você suportará ruídos fortes com mais dificuldade do que pessoas para quem isso é normal. Por outro lado, no espaço habitacional comum as pessoas não percebem os ruídos comuns. Uma pessoa não pode existir sem sons.

Se estiver muito quieto e calmo perto de uma pessoa, isso terá um impacto negativo no contexto emocional, porque esse tipo de silêncio é incomum para qualquer um de nós.

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