Краткие теоретические сведения. Звук – это распространяющиеся в упругих средах – газах, жидкостях и твёрдых телах – механические колебания

Звук – это распространяющиеся в упругих средах – газах, жидкостях и твёрдых телах – механические колебания, воспринимаемые органами слуха. Звук распространяется в виде переменного возмущения упругой среды, т.е. в виде звуковых волн. Пространство, в котором происходит распространение этих волн, – звуковое поле. Если источник возмущения известен, то пространство, в котором могут быть обнаружены звуковые колебания, создаваемые этим источником называется звуковым полем данного источника звука. Звуковые колебания в жидкой и газообразной средах – продольные, в твердых телах – поперечные и продольные. Направление распространения звуковой волны называется звуковым лучом.

Органы слуха человека способны воспринимать колебания с частотой от 15-20 до 16-20 тысяч Гц. Механические колебания с указанными частотами называются звуковыми или акустическими. Ухо человека наиболее чувствительно к звукам с частотой от 2000 до 5000 Гц. Наибольшая острота слуха наблюдается в возраст 15-20 лет. С возрастом слух ухудшается.

Одной из основных характеристик звука является – амплитуда колебаний. Это наибольшее отклонение от положения равновесия при гармонических колебаниях. На примере с маятником – максимальное отклонение его в крайнее левое положение, либо в крайнее правое положение. Амплитуда колебаний определяет интенсивность (силу) звука.

Сила звука, или его интенсивность, определяется количеством акустической энергии, протекающей за одну секунду через площадь в один квадратный сантиметр. Следовательно, интенсивность акустических волн зависит от величины акустического давления, создаваемого источником в среде.

Речеобразующий тракт человека, с позиций механической системы, состоит из генератора звуковых импульсов, модуляторов, волноводов и набора резонаторов (рис. 1). Как большинство таких систем он отличается невысоким коэффициентом полезного действия, порядка 0,2%. Максимальные уровни звукового давления, зарегистрированные у первоклассных оперных певцов, составляют от 100 до 112 дБ.

Рис. 1. Структура голосообразующего аппарата человека

Речеобразующий тракт можно уподобить духовому музыкальному инструменту, который состоит из:

· генератора – дыхательной системы, состоящей из воздушного резервуара (легких), где запасается энергия избыточного давления, мускульной системы и выводного канала (трахеи) со специальным аппаратом (гортанью), где воздушная струя прерывается и модулируется;

· вибраторов – голосовых связок, воздушных турбулентных струй (создающих краевые тоны), импульсных источников (взрывов);

· резонаторов – разветвленной и перестраиваемой системы резонансных полостей сложной геометрической формы (глотки, ротовой и носовой полости), называемой артикуляционной системой.

В процессе образования звуков речи воздушный поток из лёгких проходит через трахею, голосовую щель, гортань и затем разветвляется. Часть его поступает в носоглотку и выходит наружу через носовые отверстия, другая часть, пройдя через полость рта, выходит наружу через ротовое отверстие.

Лёгкие в процессе речеобразования выполняют роль источников энергии. При вдохе объём грудной клетки увеличивается, и лёгкие заполняются воздухом. При сжатии грудной клетки и при подъёме диафрагмы не лёгкие начинают действовать внешние механические силы, вследствие чего создаётся избыточное давление и воздух начинает поступать в трахею. Вверху трахея перекрыта голосовыми связками, представляющими собой эластичные мышцы. Мышцы, меняя свою конфигурацию, могут изменять величину и форму отверстия, через которое проходит воздух, т.е. голосовую щель.

При вдохе и выдохе голосовая щель полностью открыта, а при произношении ряда звуков, называемых вокализованными, голосовые связки вибрируют (колеблются), при этом голосовая щель то увеличивается, то уменьшается, то оказывается полностью закрытой. В результате колебаний голосовых связок непрерывный воздушный поток, идущий из лёгких, преобразуется в импульсный. Частоту колебаний голосовых связок называют частотой основного тона (ОТ).

При произношении глухих согласных звуков, называемых невокализованными, голосовые связки не вибрируют, однако в результате прохождения воздушного потока через узкие щели, образованные кончиком языка, зубами и губами, воздушный поток завихряется и создаётся шум.

Полость рта и носоглотка представляют собой акустические резонаторы, при прохождении через которые происходит усиление или ослабление частотных составляющих. Воздушные потоки, протекающие через носовую и ротовую полости, регулируются небной занавеской, разделяющей полости рта и носа.

Каждому элементарному звуку речи (фонеме) соответствует определенная форма акустических резонаторов, обусловленная положением языка, губ, нижней челюсти и т.д. При переходе от одного звука к другому форма резонаторов плавно изменяется, подчиняясь индивидуальным особенностям голосового аппарата данного человека.

Процессы речеобразования в самом упрощённом виде можно сравнить с процессами, происходящими при рукописной записи какого-либо текста. В последнем случае вместо фонем используется алфавит, состоящий из ограниченного числа букв. Однако при рукописной записи оказывается, что одинаковые тексты, написанные различными лицами, значительно отличаются друг от друга.

Существует несколько теорий речеобразования, имеющих некоторые различия и даже противоречия в объяснении тех или иных явлений, происходящих при формировании звуков речи, однако основные положения современных теорий речеобразования практически одинаковы. На основе этих теорий созданы модели голосового аппарата, изучение которых позволяет более глубоко понимать процессы речеобразования, так как непосредственное изучение голосового аппарата встречает ряд непреодолимых трудностей.