кости, при котором звук воспринимается человеком и не вызывает болевых ощущений, называется порогом болевого ощущения.

Порогом слышимости для человека является величина в 10 дБ. 15 дБ – это шелест листьев, 20 дБ – шёпот человека на расстоянии 1 метра, 25 дБ – тиканье часов, 40 дБ – обычная речь, 75 дБ – крик, шум,

100-115 дБ – очень сильный шум (метро, самолёт, вертолёт), 135-150 дБ – контузия, травмы, свыше 160 дБ – разрыв барабанных перепонок, свыше 200 дБ – мгновенная смерть.

В целом звуки разной частоты имеют различные пороги слышимости и болевого ощущения, что определяется варьированием чувствительности уха в зависимости от частоты.

Спектр звука и тембр

При образовании большинства звуков возникает не только

основной тон, но и обертоны (призвуки). Основной тон – составляющая звука, которая имеет самую низкую частоту. Обертоны – высокие добавочные тоны, которые сопровождают основной тон, входят в спектр звука и обусловливают собой тембр (индивидуальную окраску) сложного звука. Например, если привести в движение струну, кроме основного тона, создаваемого основной волной, будет образовываться и более высокий по частоте тон. Это происходит из-за того, что каждая часть струны производит собственные колебательные движения, при этом частота этих колебаний в два раза больше, чем частота основного тона. Голосовые связки являются источником сложных звуков. Основной тон самый громкий, призвуки более высокие и тихие.

Когда колебания, образованные источником (голосовыми связками), проходят далее по речевому аппарату, отдельные частотные составляющие в спектре источника усиливаются, в то время как некоторые из них или остаются неизменными, или зна-

8

чительно подавляются. Усиливаются те исходные составляющие, частоты которых близки к собственным частотам воздушного потока в речевом аппарате. Таким образом, отдельные области речевого аппарата выступают акустическим резонатором: они фильтруют спектр источника звука, перераспределяя энергию его составляющих в соответствии с собственными частотами. В результате образуются звуковые колебания с тем или иным специфическим тембром звучания.

Индивидуальный тембр каждого звука создается главным образом резонансными характеристиками, дополнительными тонами, которые накладываются на основной тон, возникающий в результате колебания голосовых связок, и на шумы. Явление резонанса состоит в том, что колебания звучащего тела вызывают ответные колебания другого тела или воздуха, находящегося в замкнутом пространстве. При образовании звуков речи роль резонатора выполняют полости рта, носа и глотки, при этом благодаря разнообразным движениям органов речи (языка, губ, нёбной занавески) форма и объём резонатора, а также степень упругости его стенок изменяются, что и ведет к появлению разных по высоте и интенсивности резонаторных тонов. Это создает качественное разнообразие звуков речи. Резонаторная система, таким образом, выполняет фильтровую функцию. При произнесении чистых, ротовых гласных воздух свободно проходит через ротовую полость. Качество гласного полностью обусловлено характеристиками резонаторов.

При изменении формы ротовой полости основная звуковая волна и самые сильные обертоны, созданные в гортани, «склеиваются» между собой и «выключают» все остальные. Возникает то, что в фонетике принято называть формантами, – области усиленных частот звуков речи.

Некоторые сведения из акустики

Форманты определяют фонетические различия между звуками. Для обозначения формант используются символы F1, F2, F3 и

9

т.д., при этом номер соответствует порядку следования формант по шкале частот. Частоты формант обозначаются F1, F2, F3 и т. д.

Самая низкая по частоте форманта называется основной, она представляет основной тон звука (F0). Следующая форманта – первая речевая (F1). Она возникает в речи благодаря глоточной полости. Ротовая полость «ответственна» за вторую речевую форманту (F2). Эти две речевые форманты, а именно их величина и взаимное расположение в спектре, важны для распознавания гласного звука. В речи трех формант (основной и двух речевых) достаточно для создания всего спектра гласных звуков в языке.

Существует зависимость между частотой формант и особенностями артикуляции: чем более закрытым является гласный, тем ниже частота первой форманты (F1), чем более заднего образования гласный, тем ниже частота второй форманты (F2). Огубленность понижает частоту и первой, и второй форманты (F1 и F2). Наиболее низкая частота первой форманты у гласных верхнего подъёма [и], [ы], [у], а наиболее высокая – у гласного нижнего подъёма [а]. Наиболее высокая по частоте вторая форманта у гласного переднего ряда [и], наиболее низкая – у огубленного гласного заднего ряда [у].

Первая форманта зависит от подъёма языка: расстояние F1 для передних нелабиализованных гласных [i] (верхний подъём) и [æ] (нижний подъём) максимально, а для [æ] и [а] (нелабиализованные гласные нижнего подъёма, но разного ряда) значения F1 приблизительно одинаковы. Вторая форманта соотносится с различиями по признаку ряда. Расстояние по F2 для гласных одного ряда [i] и [æ], с одной стороны, и [u] и [а], с другой – существенно меньше, чем для гласных разных рядов. В то же время необходимо отметить, что между фонетическими признаками гласных и характеристиками формант существуют достаточно сложные отношения. Это обусловлено тем, что частоты формант зависят от общей характеристики речевого аппарата, определяемой положением губ, языка и нижней челюсти, а артикуляционные признаки фиксируют ее весь-

10

ма приблизительно – в той степени, которая необходима для классификации гласных.

Г. Фантом было показано, что не все характеристики геометрической формы ротоглотки обладают равной значимостью для её фильтрующего действия.

Наиболее существенными являются следующие три параметра: 1) место главного язычного сужения; 2) площадь поперечного сечения тракта в главном язычном сужении; 3) отношение площади ротового отверстия к его длине (еще раньше к аналогичным выводам пришли американские ученые К. Стивенс и А. Хауз). В традиционных лингвистических терминах перечисленные выше параметры приблизительно соответствуют 1) ряду гласных и месту образования согласных, 2) подъёму гласных и способу образования согласных и 3) степени огублённости.

При артикуляции нейтрального гласного [ə] физические условия образования этого звука максимально приближены к случаю колебаний столба воздуха, заключённого в трубке постоянного сечения, при этом данная трубка с одного конца закрыта (в области голосовых связок), а с другого (у ротового отверстия) – открыта. Подобный резонатор является простейшей моделью речевого аппарата, порождающего гласный звук. При произнесении остальных звуков эта базовая модель усложняется из-за локального сужения или расширения органов речи, что приводит к изменению формы резонатора.

Увеличение длины речевого аппарата при сохранении его формы приводит к понижению частоты всех формант (рис. д), а уменьшение – к их повышению (рис. г). Более высокие значения формант женской и детской речи по сравнению с мужской объясняются различиями в длине ротоглоточного резонатора. В более коротком резонаторе возникает меньше пиков-формант, именно поэтому женский голос на слух воспринимается как менее обертонный и более «прозрачный» по сравнению с мужским. Это позволяет женский голос легче различать на фоне шумов (поэтому

11

объявления на вокзалах и в аэропортах в основном делают женским голосом).

12