¿Qué frecuencia de sonido puede ser escuchada a mayor distancia por los humanos?

¡Buena pregunta! He tenido curiosidad acerca de este problema durante mucho tiempo, pero nunca me he tomado el tiempo de probar los cálculos. Nota: llego a una conclusión diferente a la de @niels neilsen al agregar la parte de absorción atmosférica.

A grandes distancias , las moléculas de la atmósfera (principalmente oxígeno y nitrógeno diatómicos) actúan como un sumidero de energía acústica y, por lo tanto, filtran las señales acústicas. El efecto es más pronunciado a altas frecuencias.

Donde vivo un día típico de verano es de unos 13° C y 70% de humedad relativa. Una presión atmosférica típica es de 96 kPa. El efecto con la distancia debido a la absorción atmosférica es el siguiente:

(El código que usé para hacer los cálculos está aquí , en caso de que desee modificar las cosas para su parte del mundo. De lo contrario, tendrá que creer en mi palabra de que la forma general de la curva no cambia mucho con temperatura/HR/presión atmosférica y mi respuesta es generalmente aplicable).

En cualquier caso, puede ver que las altas frecuencias se ven significativamente influenciadas a distancia.

Podemos imaginar una fuente de ruido blanco que, por definición, tiene la misma intensidad acústica en todas las frecuencias. Eso es conveniente porque podemos continuar escalando la atenuación con la absorción atmosférica hasta que se vuelva inaudible. Es decir, donde se cruza con el contorno de igual volumen de ISO 226:2003 para el umbral de la audición humana .

Con este enfoque, parecería que, al menos para las condiciones atmosféricas en mi zona del bosque, la última frecuencia audible restante estaría alrededor de los 700 Hz .

Descargo de responsabilidad: no estoy seguro de con qué frecuencia la absorción atmosférica sería el factor limitante al aire libre. Lo más probable es que su fuente sea atenuada por el terreno o el efecto de suelo mucho antes de que se aleje lo suficiente como para que la atenuación atmosférica haga el 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 sea tan importante. Entonces, la última frecuencia que escucharía dependería completamente del entorno en el que se encuentre.

Su oído tiene un pico de respuesta de frecuencia de aproximadamente 3 kHz, lo que significa que esta frecuencia será más fácil de escuchar a largas distancias. En comparación, la respuesta de su oído a las frecuencias bajas es mucho más débil, y hacerlas tan audibles como una fuente de sonido distante a 3 kHz requiere mucha más potencia acústica. Esta, entre otras cosas, es la razón por la que un amplificador de bajo necesita aproximadamente 5 veces la potencia nominal que un amplificador de guitarra para parecer aproximadamente tan alto para su oído.