Qual a faixa de frequência sonora que um ser humano consegue ouvir?

Você já percebeu que os sons que ouvimos melhor os sons mais agudos? Não? Então, antes de continuar a ler esse artigo, assista/escute esse vídeo em 50% do volume do seu computador/ celular/ tablet/ ou seja lá o que você esteja usando para ler esse artigo:

Então, me diga se não foi isso que aconteceu quando você assistiu o vídeo: no começo, quando as frequências emitidas eram na ordem de 20 Hz você teve alguma dificuldade para ouvir o som (talvez até tenha aumentado um pouco o volume, não?). A medida que o som ficou mais agudo ele também ficou mais intenso, até o ponto que você resolveu abaixar o volume. Acertei?

Isso acontece por dois motivos:

1) provavelmente, o seu equipamento reproduz melhor sons médios em relação aos muito agudos e muito graves;

2) porque a nossa audição evoluiu de maneira a reconhecer muito melhor sons médios (entre 1.000 Hz e 6.000 Hz) do que sons graves (20Hz a 1.000 Hz) e agudos (6.000 Hz a 20.000Hz).

O som mais fraco que conseguimos escutar, aquele de menor intensidade – também chamado de limiar inferior da audição humana – é o de 0dB (zero decibéis). Já o mais forte, o mais intenso, e também conhecido como limiar da dor, é por volta de 120 dB (cento e vinte decibéis). O que você viu e ouviu no vídeo foi que a intensidade do som depende também de sua frequência.

Você deve estar se perguntando o motivo pelo o qual nós evoluímos para escutar melhor esses sons intermediários da faixa do audível. Como quase tudo em ciências, a resposta não é única.

Biologicamente falando, há claras vantagens em escutar essa faixa frequências com mais clareza em ambientes selvagens. Sons como o choro de um bebê ou de filhotes que precisam de atenção total de seus progenitores, em geral, são agudos. Sons agudos também são reconhecidamente sons associados a alerta ou perigo na comunicação entre mamíferos.

Pensando agora no mecanismo biofísico que possibilita essa particularidade… Um dos primeiros pesquisadores que se debruçaram sobre isso foi o físico alemão, do século XVIII, Hermann von Helmholtz. Ele propôs o modelo de um tubo sonoro com uma extremidade fechada e outra aberta (como em uma flauta transversal) para tentar explicar o funcionamento do ouvido humano. Antes de entender o que isso significa, me permita explicar um pouco sobre o funcionamento do ouvido humano.

O ouvido humano pode ser dividido em três seções, para fins didáticos. O ouvido externo é composto pela orelha e pelo canal auditivo. É essa parte do ouvido que fica para fora, por isso é chamado de externo. Faz sentido, não? A parte intermediária do ouvido, conhecido como ouvido médio, abriga três pequeninos ossos: bigorna, martelo e estribo. E no ouvido interno é onde estão, entre outras estruturas, a cóclea e o nervo auditivo. Perceba que separando o ouvido externo do ouvido médio existe uma membrana chamada tímpano. Essa membrana, em condições normais, separa o meio externo do interno. Daí surge a inspiração de Helmholtz de comparar essa estrutura com um tubo sonoro fechado.

E o que significa um tubo sonoro fechado?

Lembra daquela história do timbre? Aquela que tratamos no artigo: Física e Música: todos os sons são musicais? Então você sabe que dependendo do formato e material do objeto que propaga som, algumas ondas são mais valorizadas do que outras. Para você entender direitinho essa história, dá uma olhada no esquema a seguir:

Vemos na figura 2 algumas ondas que podem ser formadas em tubos sonoros fechados, como o nosso ouvido. Dado o tamanho desse canal (cerca de 2,5 cm) e a natureza das ondas formadas (como as representadas na figura) nenhuma onda com frequência menor que 3.000 Hz é formada no canal – cuidado para não entender errado! Sons de todas as frequências podem se propagar dentro do nosso ouvido, entretanto só algumas determinadas ondas é que “cabem” por completo dentro do tubo. Essas ondas especiais são denominadas ondas estacionárias. Observe que esse valor de frequência corresponde justamente a faixa de sons médios. E é por isso que escutamos muito mais intensamente sons nessa faixa!

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REFERÊNCIAS

De Magualhães DA, and Alves Filho, JP. Por que é mais difícil escutar os sons graves do que os sons médios e agudos? Caderno Brasileiro de Ensino de Física. 2017.

Coelho SM. Acústica e música: uma abordagem metodológica para explorar sons emitidos por tubos sonoros, Faculdade de Física – PUC Porto Alegre – RS Caderno Brasileiro de Ensino de Física. 2015.

Paker B. Good Vibrations. The Physics of Music. The Jonhs Hopkins University Press. 2009.

Wood A. The Physics of Music. M.A., D.SC, Late Fellow of Emanuel College, Cambridge. 2007.

Qual o limite de som que o ouvido humano suporta?

Quanto é 20000 Hz?

Quantos Hz é prejudicial?

Quantos Hz cada idade ouve?