Шум (физич.)

Шум (далее Ш) беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. В быту под Ш (физич.) понимают разного рода нежелательные акустические помехи при восприятии речи, музыки, а также любые звуки, мешающие отдыху, работе. Ш (физич.) играет существ. роль во многих областях науки и техники: акустике, радиотехнике, радиолокации, радиоастрономии, теории информации, вычислительной технике, оптике, медицине и др. Ш (физич.), независимо от физической природы, отличается от периодических колебаний случайным изменением мгновенных значений величин, характеризующих данный процесс. Часто Ш (физич.) представляет собой смесь случайных и периодических колебаний. Для описания Ш (физич.) применяют различные математические модели в соответствии с их временной, спектральной и пространственной структурой. Для количественной оценки Ш (физич.) пользуются усредненными параметрами, определяемыми на основании статистических законов, учитывающих структуру Ш (физич.) в источнике и свойства среды, в которой Ш (физич.) распространяется.

Ш (физич.) подразделяются на статистически стационарные и нестационарные. Наиболее разработаны теория и методы измерения стационарного Ш (физич.), классической моделью которого является белый шум. Стационарный Ш (физич.) характеризуется постоянством средних параметров: интенсивности (мощности), распределения интенсивности по спектру (спектральная плотность), автокорреляционной функции (среднее по времени от произведения мгновенных значений двух Ш (физич.), сдвинутых на время задержки). Практически наблюдаемый Ш (физич.), возникающий в результате действия многих отдельных независимых источников (например, Ш (физич.) толпы людей, моря, производственных станков, Ш (физич.) вихревого воздушного потока, Ш (физич.) на выходе радиоприемника и др.), является квазистационарным. Ш (физич.), длящийся короткие промежутки времени (меньше, чем время усреднения в измерителях), называется нестационарным. К таким Ш (физич.) относят, например, уличный шум проходящего транспорта, отдельные стуки в производственных условиях, редкие импульсные помехи в радиотехнике и т.п.

Исследование Ш (физич.) преследует разнообразные цели: изучение источников Ш (физич.) для уменьшения их вредного воздействия на человека и на различные системы; изыскание способов и средств наилучшего (оптимального) приема, обнаружения и измерения параметров разных сигналов. в присутствии Ш (физич.); повышение точности измерений в аналоговых и цифровых устройствах обработки информации и др. Для измерения характеристик Ш (физич.) применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.

Источниками акустически слышимого и неслышимого Ш (физич.) могут служить любые колебания в твердых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники Ш (физич.) — различные двигатели и механизмы. Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Точность изготовления деталей, их подгонка и динамическое уравновешивание всех движущихся частей приводят к ослаблению Ш (физич.) и, как правило, ведут к уменьшению износа деталей, к увеличению срока их службы и точности работы.

Радиоэлектронные Ш (физич.) — случайные колебания токов и напряжений в радиоэлектронных устройствах, возникают в результате неравномерной эмиссии электронов в электровакуумных приборах (дробовой шум, фликкер-шум), неравномерности процессов генерации и рекомбинации носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниковых приборах, теплового движения носителей тока в проводниках (тепловой шум, см. Флуктуации электрические), теплового излучения Земли и земной атмосферы, а также планет, Солнца, звезд, межзвездной среды и т.д. (шумы космоса). Ш (физич.) ограничивает чувствительность радиоприемной аппаратуры (см. Шы аппаратурные).

В ряде случаев Ш (физич.) используется как источник информации. Например, в военно-морской технике по Ш (физич.), создаваемому на ходу подводными лодками и надводными кораблями, их обнаруживают и пеленгуют; в радиоастрономии по Ш (физич.) в определенных диапазонах частот исследуется радиоизлучение звезд и других космических образований. Шоподобные сигналы применяются в технике радио- и акустических измерений, например в архитектурной акустике. Некоторые звуки, используемые в музыке, по физическому существу шумовые или обладают шумовыми признаками. Встречающиеся в речи шумные согласные по своим свойствам также являются шумами.

Качеств. особенности ощущения при восприятии акустического Ш (физич.) органами слуха и организма в целом зависят от его интенсивности (см. Громкость звука) и спектрального состава. Вредное действие Ш (физич.) на организм человека проявляется в специфическом поражении органа слуха и неспецифическими изменениях других органов и систем. Имеют значение характер, уровень, частотный состав, продолжительность воздействия Ш (физич.) и индивидуальная чувствительность к нему. Продолжит. влияние интенсивного Ш (физич.) может вызвать значительные расстройства деятельности центр. нервной системы, сосудистого тонуса, функций органов желудочно-кишечного тракта, эндокринной системы, а также постепенно развивающуюся тугоухость, обусловленную невритом преддверноулиткового нерва. Для профессиональной тугоухости характерно первоначальное нарушение восприятия высоких частот (4000— 8000 гц). Неспецифическое действие Ш (физич.) может проявиться раньше, чем изменения слуха, и выражается в форме невротических реакций, астении, нарушения функций вегетативной нервной системы. Под влиянием Ш (физич.) нарушается точность координации движений, снижается производительность труда. В связи с единой этиологией клинических нарушений в медицинской литературе появился термин "шумовая болезнь". Для предотвращения вредного действия акустических Ш (физич.) на организм человека принимают ряд организационных, технических и медицинских мер. Устраняют или ослабляют причины, порождающие Ш (физич.), на месте его образования; предотвращают его распространение от источников Ш (физич.), используя местную звукоизоляцию шумящих узлов машин, амортизацию и звукопоглощение, ослабляющее Ш (физич.) за счет снижения отражений от ограждающих конструкций, облицовываемых звукопоглощающими пористыми материалами; уменьшают аэродинамический Ш (физич.) (выхлоп, Ш (физич.) в воздуховодах и т.д.), устраняя причины вихреобразования, звукоизолируя воздуховоды и применяя глушители. Важно рационально чередовать труд и отдых работающих в условиях Ш (физич.), ограничивать длительность воздействия Ш (физич.) на них, систематически наблюдать за состоянием их здоровья. Борьба с уличным Ш (физич.) ведется путем замены трамвайного транспорта троллейбусным и автобусным, ограничения пользования звуковыми сигналами и т.п. Зоны, где уровень Ш (физич.) достигает 85 дб, обозначают предупредительными знаками, а работающих в этих зонах снабжают индивидуальными звукоизолирующими наушниками. Кроме вредного воздействия на человека, известно благотворное, успокаивающее влияние на него акустического Ш (физич.), например Ш (физич.) морского прибоя, Ш (физич.) леса.

Лит.: Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М., 1959; Левин Б. Р., Теория случайных процессов и ее применение в радиотехнике, 2 изд., М., 1960; Борьба с шумом, под ред. Е. Я. Юдина, М., 1964; Кириллов Н. Е., Помехоустойчивая передача сообщений по линейным каналам со случайно изменяющимися параметрами, М., 1971; Акустика океана, под ред. Л. М. Бреховских, М., 1974; Гершман С. Г., Тужилкин Ю. И., Об интерференции широкополосных шумовых сигналов, "Акустический журнал", 1965, т. 11, в. 1, с. 42; Бокс Дж., Дженкинс Г., Анализ временных рядов. Прогноз и управление, (в. 1—2), М., 1974; Рытов С. М., Введение в статистическую радиофизику, М., 1966: Белл А., Ш. Профессиональная вредность и общественное зло, пер. с англ., 1967; Ш и шумовая болезнь, Л., 1972; Суворов Г. А., Лихницкий А. М., Импульсный шум и его влияние на организм человека, Л., 1975.

С. Г. Гершман, Г. А. Суворов.

		Новости 21.11.2024 11:55:25

	Copyright © 1999-2024 Oval.ru, All Rights Reserved.