１／ｆ ゆらぎについて教えてください

質問

よろしくお願いします。
「１／ｆゆらぎ」に興味を持ち、勉強したいと思いました。ですが、「物理学」に関係があることと、「人間に心地好い」ということぐらいで、具体的なことは何も知りませんし、何を調べたら良いかわかりません。
どなたかこれについて、あるいは読んだら良い本などを教えていただけませんか？当方は初心者でありますので、なるべく概要など、「雑学本」のような特に知識が無くてもわかるものですとありがたいです。どうかよろしくお願いします。

回答No.2

TCM · ベストアンサー

1/fゆらぎというのは、ゆらぎ（ある量の変化の程度）の一種です。例として音楽を考えてみましょう。
　例えば、ドの音を一定間隔で鳴らし続けると、おそろしく単調な曲となるでしょう。これがゆらぎのない状態です。逆に今鳴らした音と次の音の間に何の関係もないと、前衛音楽以上に不快な曲と感じるでしょう。ゆらぎがありすぎる状態です。そして、今鳴らした音と次の音に適度な関係があり、また意外性もある中間的な曲が人間にとって心地よいものなのです。
　この変化の度合いを周波数ｆで表して、その周波数ごとに音の量（スペクトル密度）をグラフにプロットすると、心地よい音楽の場合、グラフの傾きが1/fになるので1/fゆらぎと呼ばれるのです。これは、音の高さだけでなく、長さについても同様です。さらに、小川のせせらぎも、そよぐ風も1/fゆらぎでゆらいでいると人間は心地よいと感じるのです。
　お勧めのサイトとして下記参考URLを挙げておきますが、「1/fゆらぎ」で検索すると山盛りサイトが見つかりますので、手始めにそれらを見るのもよいかと思います。
　最後に、お勧めの本として２冊挙げておきます。ゆらぎの発想の方が初心者向きだと思います。
「ゆらぎの発想」武者利光（日本放送協会出版）
「ゆらぎの世界」武者利光（講談社ブルーバックス）
　参考になりましたでしょうか？

参考URL：

http://www.athome.co.jp/academy/physics/phy03.html

お礼

ありがとうございます。この本、ぜひ読ませていただきます。

回答No.1

pen2san

１／ｆゆらぎは　１／ｆ雑音（ノイズ）が原因で発生しており、電子回路（低雑音回路）設計時にはトランジスターやＩＣから出るノイズ（正しく１／ｆ特性をしています）には苦労します。
また、光エネルギーを扱う場合も周波数対エネルギーを考える上で重要なファクターです。

１）例えば、鉛筆で正弦波（サインカーブ、海の波の様なもの）を白い紙の上に左から右に連続的に書いてみて下さい。ここで、波の底から次の波の底までの間隔を波長と言います。

２）次に先程の波と同じ高さ（振幅と言います）の波で波長が１／２の波を描いてください。（つまり１で書いた波１個分の距離の間に２個の波が入る様な波を書く事になります。）

３）同様に今度は波長が１／３の波を書き入れます。

４）普通に考えるとこれら３つの波は振幅（高さ）が同じだから同じエネルギーを持っていると考えがちですが、その波を書く際に使用される鉛筆の芯の量（どれくらい芯がすり減るか）は波長の長さに反比例していることが分ります。

５）つまり、同じ鉛筆の芯の量でこれらの波を書こうとすると波長の短い波ほど振幅の小さな波を書く必要が生じます。

６）周波数（ｆ）は波長（Ｌ）の逆数（ｆ＝ｋ／Ｌ、但しｋはある定数）である為５は７の様に言いかえる事ができます。

７）同じ鉛筆の芯の量でこれらの波を書こうとすると周波数の高い波ほど振幅の小さな波を書く必要が生じます。

８）実は鉛筆の芯の減る量がエネルギーとなります。

９）自然界ではこの様にエネルギーが一定な場合、周波数が高くなる程振幅が小さくなるような自然現象が数々あります。先程のトランジスターやＩＣの雑音の量、光が物質に当った時の振る舞い、滝の音や潮騒の音。

これが、１／ｆノイズ（ゆらぎ）が心地良いと言われる原因ではないでしょうか？

なお、参考文献を探してみましたが電子回路や光起電力など専門書は見たことがありますが、雑学本ではあまり見たことがありません。（１ページ程度の簡単な説明は見かけますが。）。　でも講談社のブルーバックスあたりで解説本があるのではないでしょうか？

お礼

回答ありがとうございます。参考にさせて頂きます。しかし、少々難解ですね・・・心地好い理由付けが、いまいち弱いのではと思います。もしかして、まだ解明されきっていないのでしょうか？もちろん心地好さの話しはまだまだ未解明の分野ですよね。