Глава 4

С = 128 Гц

Сопрано[

С = 256 Гц C = 512 Гц C= 1024 Гц

F#

1

Альт (меццо-сопрано):

РЖ-

Контральто [

EkBl

РР# ВС

EkBl A EkBi

C#D

Тенор

Баритоне

BC

Бас [

F#

ABI» EkBl

JZ

G Ak C# D

Первый регистр

Второй регистр

Третий регистр

Четвертый регистр

Рис. 4.6.36. Диапазоны певческих регистров

Механизм образования регистров лежит в изменении свойств

голосового источника (гортани и голосовых связок). На колебания

связок оказывают влияние аэродинамические факторы (величина

подглоточного давления), мышечные факторы, зависящие от на-

тяжения основных видов мышц: вокальных, щитовидно-перстневид-

ных, щитовидно-черпалобидных и др., а также упруго-механические

свойства всех трех слоев самих голосовых связок (см. разд. 4.6.1).

Частота фонации зависит от натяжения (T) и массы (т) связок

(см. раздел 4.6.1), поэтому при пении на низких частотах связки

расслабленные, толстые и короткие, а на высоких — тонкие, длин-

ные и напряженные. Повышение основной частоты почти линейно

связано с удлинением связок.

Можно выделить два вида натяжения в голосовых связках —

внутреннее и внешнее, при изменении которых происходит изме-

нение массы, упругости и общей формы связок, т. е. их длины,

толщины, ширины и т. д.

Внутреннее натяжение определяется сжатием вокальных

мышц, находящихся непосредственно внутри голосовых связок;

при этом связки становятся короче и жестче, за счет чего меняется

фундаментальная частота их колебаний. Внешнее натяжение

происходит за счет мышц, которые обеспечивают при вращении

щитовидного хряща относительно перстневидного (рис. 4.6.3)

натяжение и удлинение голосовых связок. Взаимодействие этих

двух видов мышц, а также мышц, которые сдвигают и раздвига-

ют черпаловидные хрящи на концах голосовых связок, обеспечи-

вает как изменение фундаментальной частоты, так и изменение

тембра звучания, т. е. переход к разным регистрам.

Акустика музыкальных инструментов. Акустика речи и пения

439

В «тяжелых» и «легких» регист-

рах механизм взаимодействия мышц

гортани и, соответственно, формы

колебаний голосовых связок суще-

ственно различаются.

В грудном регистре вокальные

мышцы активны, они делают связки

толстыми и короткими, натяжение

связок при этом сравнительно низкое:

— связки колеблются целиком,

всей массой и плотно прилегают

друг к другу (закрытие и открытие

вокальных связок начинается у их

нижней поверхности), пока сила

давления не разомкнет их по всей

толщине, при этом вдоль толщины

связок возникает волна смещения;

— длительность их смыкания

превосходит время размыкания

(форма воздушных импульсов при

колебаниях связок в разных регист-

рах показана на рис. 4.6.37);

— периодические резкие толчки

воздуха дают полный звук, богатый

обертонами, амплитуда которых сла-

бо убывает с частотой;

— энергия, подводимая от лег-

ких, довольно эффективно преоб-

разуется в звуковую энергию (т. е.

КПД преобразования энергии отно-

сительно высокий); при этом потребляемый объем воздуха до-

статочно большой;

— моды колебаний связок в этом регистре показаны на рис.

4.6.38а, б, в. Как видно из рисунков, в связках возникают разные

формы (моды) колебаний в трех разных плоскостях (полуволновый

резонанс в горизонтальной плоскости, полуволновый — в верти-

кальной плоскости, четвертьволновый — вдоль толщины связок);

— при таком звуке на передней стенке грудной клетки происхо-

дят сильные вибрации, поэтому его называют «грудным».

Пока вокальные мышцы активны, голос держится в модальном

грудном регистре; когда начинает ослабевать напряжение вокаль-

ных мышц, голос начинает переходить в легкие регистры.

Легкий регистр (фальцет, головной) — в нем голосовые

связки колеблются иначе:

— внутренние вокальные мышцы расслаблены, натяжение

определяется в основном внешними мышцами, связки длиннее

Голос с придыханием (68 дБ)

Поднятая гортань (70 дБ)

g Грудной регистр (71 дБ)

s

a

1

о Фальцет (73 дБ)

Опущенная гортань (82 дБ)

А

t, MC

Рис. 4.6.37. Модуляция потока

воздуха в различных регистрах

для t = 10 мс

440