Отдел лесовосстановления, охраны и защиты лесного фонда. Пиломатериалы считаются одним из самых востребованных материалов в строительстве:  брус, доска, вагонка и другие.
 

Фликкер шум как процесс, чувствительный к слабым воздействиям

Экспериментально установлено, что характер флуктуации в целом ряде систем может сильно изменяться при весьма слабых воздействиях и даже без видимых причин. Это явление наблюдалось в полупроводниковых устройствах, в электродных системах, в различных физико-химических и биологических системах. На первый взгляд, изменение характера флуктуации (шума) при разнообразных слабых воздействиях выглядит странным, так как обычно шум представляется чем-то вроде совершенно неуправляемого хаотического теплового движения молекул и поэтому на него может повлиять разве что изменение температуры.

Такое суждение справедливо только по отношению к так называемому белому шуму. Но в природе широко распространен и принципиально другой вид шума — фликкер-шум (другие названия: l/f-шум, избыточный шум). Закономерности белого шума просты — они определяются статистикой независимых одиночных событий (например, ударов капель дождя или прохождений носителей заряда). Фликкер-шум — явление значительно более сложное: это флуктуации параметров, характеризующих ход процессов в некоторой системе. Например, свойствами фликкер-шума обладает интенсивность осадков — одного из проявлений процессов, происходящих в сложнейшей системе, составными частями которой являются Солнце, атмосфера и гидросфера Земли, рельеф местности и т. п. Другой пример фликкер-шума — электрические флуктуации в полупроводниках на низких частотах, связанные со сложными процессами взаимодействия носителей заряда с различными дефектами кристаллов.

Характерная особенность фликкер-шума отражена в одном из его названий: спектральная плотность его мощности возрастает с понижением частоты f по закону, близкому к 1/f в отличие от белого шума, у которого спектральная плотность от частоты не зависит. Отсюда следует, что фликкер-шум преобладает над белым шумом на достаточно низких частотах. В полупроводниковых приборах, например, преобладание фликкер-шума наблюдается на частотах ниже 1000 Гц.

В природе имеется множество очень разных процессов, спектр флуктуации q параметров которых близок к виду l/f. Это характерно и для шума различных электронных приборов в области низких и инфранизких частот, и для землетрясений, и для гроз, и для изменений уровня рек, и для ряда проявлений солнечной активности. Флуктуируют по закону l/f многие параметры, характеризующие ход процессов в физико-химических системах и живых организмах. Свойствами фликкер-шума обладают изменения числа особей в популяциях и социальная активность в человеческом сообществе.

Закон l/f, в сущности, означает, что в данной системе частота, с которой происходит какое-либо событие, обратно пропорциональна энерговыделению при этом событии. Например, толчков землетрясений с энерговыделением от 1,8 •1015 Дж до 8 •1015 Дж происходи в среднем 14,9 в год, а с энерговыделением от 1,0 •1016 Дж до 4,4 •1016 Дж —3,1 в год.

Цель этой работы — показать, почему для процессов самой разной природы характерны флуктуации типа фликкер-шума, объяснить неоднозначную реакцию таких процессов на внешние воздействия, в том числе на очень слабые, и обозначить основные свойства этого явления.

Сложность и многообразие процессов в системах как источник фликкер шума

Чтобы понять причину схожести характера флуктуации в столь разных объектах, необходимо выяснить, что же их объединяет. Это, прежде всего, сложность систем, т. е. многочисленность неодинаковых элементов, из которых они состоят, и множество разно образных связей между элементами. Многие из них (активные элементы) способны накапливать энергию (вещество, носители заряда, напряженность взаимосвязей и т. п.) и высвобождать накопленное при достижении некоторого порога. Наглядный пример такой системы: большое число пластин, имеющих разный наклон к горизонту, на которые падает снег. В зависимости от угла наклона частота сползаний накапливающегося на пластинах снега меняется в очень широких пределах, причем масса сползающего снега тем меньше, чем больше частота сползаний (приблизительно так происходит накопление снега и образование снежных лавин в горах). Шорох падающего на пластины снега подобен белому шуму, звук сползающего с пластин снега подобен фликкер-шуму.

Экология лесов:
Лесное хозяйство Востока
Размер расчетной лесосеки определяется исходя из объема биологической продукции древесины. Побробнее
Лесная промышленность
Один из самых важных шагов в самом строительстве деревянного впечатляет всеховский Узнать больше
Лесная сертификация
Сертификат - это документ, который подтверждает соответствие продукта, изделия, метода или услуги
Сплошная рубка леса
Сплошная рубка леса экономически эффективна, когда все стволы древостоя имеют положительную ренту.



Яндекс.Метрика
Rambler's Top100