Пение птиц и (не) высокие частоты. Что там, на 4000-6000Гц и выше?

Постоянно рассказывают очевидную глупость про птиц и шорох листвы: якобы, именно на частотах около 6000Гц это всё слышно. Почему это не так?

Рассмотрим ситуацию с нескольких сторон. Представим себе птицу, которая поёт, издаёт звуки. Любые звуки. Где эта птица? Ну! На дереве! Расстояние? Нередко метров 20-30 и более. Реже поближе. Следующий вопрос: она же на открытом пространстве, не в помещении? И вновь ответ утвердителен: да!

Следом стоит напомнить, что есть такой закон распространения звуков в пространстве. Принудительно изучается в школьной программе по физике. И гласит он очевидную вещь: чем выше частота — тем хуже она распространяется в пространстве по расстоянию. И потому, реально записать на микрофон птицу, услышать около 6000Гц просто в лесу — нет ни единого шанса. Не могут быть слышны высокие звуки так далеко. В виде проверки можно послушать готовые записи (которые ещё и едва ли напоминают живых птиц в принципе), либо сходить в такой зоопарк, где есть птица внутри помещения (для отражения звуков от стен) и остаться надолго в шоке.

Раз уж мы выяснили, что всё не так радужно. Возникает вопрос: а что, звуки не слышны толком? Далее предлагаю посчитать женский голос. Вот есть почти граница основного тона женского/детского голосов — 400Гц. И вот примем как факт, что именно эта частота и есть в наличии. На самом деле, в речи есть разнообразные звуки, которые добываются губами, зубами, движением языка и прочее, которые гораздо более высокие. Но, мы хотим упростить.

Придётся немного посчитать. Дело в том, что любой реальный звук — это не ровно, как в нашем случае, 400Гц. А набор звуков. И план-минимум — это услышать 15 музыкальных гармоник: таково требование мозга, чтобы звук казался достаточно приятным. Ими по определению обладает любой звук. Проверка проста: записать себя на диктофон — и удивиться, что занят почти весь слышимый диапазон от 20Гц до 20000Гц, хотя, казалось бы.

Итак, первая гармоника — это и есть сама частота. Вторая гармоника — умножить на 2, т.е. 800Гц. Десятая соответственно равна 4000Гц. И, внезапно, пятнадцатая равняется искомым 6000Гц. И вот, просто общаясь с девушкой с тонким голосом — слышно ту самую частоту. Грубо говоря, её слышно, если попросить просто сказать или спеть протяжное «А-а-а-а».

Вернемся к птице и листве. Могут ли птицы давать звуки под 20кГц? Могут! А ещё они иногда подло пролетают мимо головы, чем создают слуховую нагрузку явно около 8-16кГц и выше. На практике, толком любой бытовой звук может давать нагрузку до 10кГц и выше. Даже не надо протирать пыль, можно просто закрыть дверь, надеть кофту, налить кофе — и вот уже есть нагрузка на столь высоких частотах.

С другой стороны, важно знать, что на фортепиано именно основная частота самой высокой ноты — это и вовсе строго до 6000Гц. Да и играют на тех нотах крайне редко. Хотя, как мы выяснили, даже если взять середину фортепиано в виде ноты ля, 440Гц, то окажется, что, сыграв эту ноту, — будет в наличии слуховая нагрузка около 6000Гц, а то и выше.

Самое главное — сделать вывод. На самом деле, весь слышимый слуховой диапазон — это сугубо цельная штука. Из которой нельзя что-то убрать и ничего не потерять. Не бывает в реальной жизни просто звуков на любой частоте. Исключение составляет как раз синусоида, которой не только проверяют слух у врача на аудиометрии, но ещё и используется в виде автомобильных сигналов, звуков домофона, телефонных гудков и подобного. И всего этого, лет 150 назад вообще не существовало. В реальной жизни, человек в более 99% повседневных ситуаций встречается со звуками, которые слышны исключительно «широко»: задействую немалый охват слышимого человеком слухового диапазона.