¿Por qué un trueno rodante siempre comienza con un tono alto y termina con un sonido bajo y profundo? [duplicar]

Los truenos rodantes siempre llegan con una frecuencia alta, y el sonido se vuelve más profundo a medida que avanza el rodar, terminando con el sonido profundo de un león rugiente. ¿Por qué? Esta no es la misma pregunta que la del sonido extendido, sino sobre la forma en que escuchamos el trueno rodante desde el principio hasta el final. El sonido comienza con una frecuencia más alta que con la que termina y me preguntaba por qué.

@JohnRennie: El aire no es realmente un medio dispersivo
Posible duplicado de Extended sound of thunder
Mi especulación es que los componentes de alta frecuencia están más fuertemente atenuados. Así que los sonidos posteriores son los que toman un camino más largo y solo quedan los componentes de baja frecuencia.
@BowlOfRed Entiendo lo que quieres decir, pero ¿esto no plantea la pregunta?
Esto es una especulación de mi parte, pero mi intuición es que el golpe inicial crea un plasma de alta presión en una estrecha columna de aire, que a su vez crea una onda de choque a medida que se expande hacia el aire a presión normal. Esta onda no es de alta frecuencia per se, sino una contribución uniforme de todas las frecuencias, como un aplauso. (Esta es solo la transformada de Fourier de una función delta).
Después del golpe inicial, el aire de la columna se ha expandido, dejando una región de baja presión en la columna. Luego, el aire circundante colapsa sobre la columna, produciendo un ruido sordo a medida que se expande y contrae alternativamente en la columna hasta que restablece el equilibrio de presión con el aire circundante.
@JohnRennie y otros: marcó esto como duplicado, pero ni la pregunta anterior referida ni las respuestas discuten el espectro acústico del trueno.

Respuestas (2)

Las frecuencias más altas se atenúan (absorben) con más fuerza que las frecuencias más bajas. Aquí hay un par de valores de atenuación de esta tabla de atenuación de ondas de sonido (90% de humedad relativa):

f (kHz)   a (dB/km)
1         5.3
2         9
4         20
8         63

La descarga en sí generará un amplio espectro de frecuencias, desde infrasónicas hasta ultrasónicas. Su oído es mucho más sensible a las frecuencias altas (rango de 1 kHz a 8 kHz) que a las frecuencias más bajas, lo que hace que perciba el sonido como "crepitante", es decir, dominado por las frecuencias altas. El sonido del trueno rodante estará muy por debajo de 1 kHz.

Las diferentes partes de la descarga de un rayo generalmente estarán a diferentes distancias de sus oídos. Suponga que la parte más cercana del rumbo está a 0,5 km de distancia y la parte más alejada está a 3 km de distancia. Las partes de la huelga a 3 km de distancia habrán perdido la mayoría de los componentes de alta frecuencia, por lo que solo queda la parte de baja frecuencia. Porque está más lejos, llegará más tarde.

Actualización Tomé un video de youtube, Lightning & Very Loud Thunder , e hice un análisis del sonido en Audacity. Los números en la parte superior indican el tiempo en segundos, contando desde el comienzo del video. El rayo cayó alrededor de los 41,0 s; el trueno comienza a los 44,5 s. He escalado la amplitud para que sea más o menos constante durante la duración del trueno.

trueno, escalado para amplitud constante

De hecho, el espectro parece ser más o menos blanco con una frecuencia de corte bastante pronunciada, que cae desde alrededor de 5 kHz al principio (3,5 s = 1,0 km de distancia) hasta alrededor de 1 kHz a los 9 s (3 km). De modo que la transición del crujido al rugido no es imaginación; está realmente allí. Además, también es más o menos consistente con las características de atenuación del aire en la tabla anterior.

En aras de la exhaustividad, aquí está el espectro de señal no normalizado.

trueno de espectrograma

Entonces, los sonidos lejanos están dominados por el trueno bajo y rugiente. ¡Problema resuelto!
@descheleschilder: respuesta actualizada (no estoy seguro de si recibe una notificación del cambio).

Voy a robar de una respuesta a otra pregunta.

... una variedad de sonidos que se escuchan después de la caída de un rayo no se debe a la dispersión, sino a las múltiples ramificaciones del impacto previo, el impacto principal y las distancias extendidas cubiertas por el rayo, además, a veces, de ecos. ...

En la cita hay un enlace a una página donde hablan de por qué los truenos suenan como lo hacen.

Todavía no entiendo exactamente por qué el sonido (o tal vez es solo mi imaginación) va de alto a bajo. Por cierto, ¿es cierto que un destello va y viene, muy rápido, pero lo suficientemente lento para que el ojo lo vea? ¿Te gusta el estroboscopio corto?
Después de una gran tormenta en la isla volcánica de Ischia, vi miles de pequeñas descargas eléctricas alrededor de la cima de la montaña central (Monte Epomeo). Solo una pequeña anécdota. Pero por qué....? aun no lo se
¿Por qué un trueno rodante siempre comienza con un tono alto y termina con un sonido bajo y profundo? [duplicar]
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v