¿Qué frecuencia de sonido puede ser escuchada a mayor distancia por el ser humano? Suponiendo un tono puro, una sola frecuencia, el mismo SPL (dB) de la fuente para cada frecuencia, al aire libre y sin obstáculos entre la fuente y el oyente. Creo que la respuesta sería el resultado de la combinación de los efectos de la atenuación atmosférica en función de la frecuencia, la humedad y la temperatura y el volumen percibido por los humanos en función de la frecuencia. Creo que la respuesta estaría en el rango de 2kHz-3kHz.
Respuestas
¿Demasiados anuncios?¡Qué buena pregunta! Hace tiempo que siento curiosidad por este problema, pero nunca me he tomado la molestia de hacer los cálculos. Nota: Llego a una conclusión diferente a la de @niels neilsen añadiendo la parte de absorción atmosférica.
En largas distancias Las moléculas de la atmósfera (principalmente el oxígeno y el nitrógeno diatómicos) actúan como sumideros de energía acústica y, por tanto, filtran las señales acústicas. El efecto es más pronunciado a altas frecuencias.
Donde yo vivo, un día típico de verano tiene unos 13° C y un 70% de humedad relativa. La presión atmosférica típica es de 96 kPa. El efecto con la distancia debido a la absorción atmosférica es el siguiente:
(El El código que utilicé para hacer los cálculos está aquí En caso de que quieras modificar las cosas para tu parte del mundo. Si no es así, tendrás que aceptar mi palabra de que la forma general de la curva no cambia mucho con la temperatura, la humedad y la presión atmosférica y mi respuesta es aplicable en general).
En cualquier caso, se puede ver que las frecuencias altas se ven significativamente influenciadas en la distancia.
Podemos imaginar una fuente de ruido blanco que, por definición, tiene igual intensidad acústica en todas las frecuencias. Eso es conveniente porque podemos seguir escalando la atenuación con la absorción atmosférica hasta que se vuelva inaudible. Es decir, donde se cruza el contorno de sonoridad igual de la norma ISO 226:2003 para el umbral de la audición humana .
Según este enfoque, parece que, al menos en las condiciones atmosféricas de mi zona, la última frecuencia audible se situaría en torno a 700 Hz .
Descargo de responsabilidad: No estoy seguro de que la absorción atmosférica sea el factor limitante en exteriores. Lo más probable es que tu fuente se atenúe por el terreno o el efecto del suelo mucho antes de que te alejes lo suficiente como para que la atenuación atmosférica haga su trabajo. Además, su fuente de sonido puede estar enmascarada por otro ambiente antes de que pueda alejarse lo suficiente como para que la atenuación atmosférica importe tanto. Entonces, la última frecuencia que escucharías dependería totalmente en el entorno en el que se encontraba.
Tu oído tiene un pico de respuesta en frecuencia a unos 3kHz, lo que significa que esta frecuencia será la más fácil de escuchar a largas distancias. En comparación, la respuesta de tu oído a las frecuencias graves es mucho más débil, y para hacerlas tan audibles como una fuente de sonido lejana a 3kHz se requiere mucha más potencia acústica. Esta es, entre otras cosas, la razón por la que un amplificador de bajo necesita una potencia 5 veces superior a la de un amplificador de guitarra para que parezca igual de fuerte al oído.