11.1.3. Акустические свойства голоса

Акустические свойства разнообразных звуков, в том числе голо­са, характеризуются силой, высотой, основной частотой и тембром.

Сила голоса зависит от амплитуды колебаний голосовых связок. Чем сильнее подсвязочное давление воздушной струи силы выдоха, тем больше амплитуда колебаний голосовых связок и со­ответственно больше сила звуков голоса. Энергия звука в гортани является результатом работы дыхательных и гортанных мышц, к Только незначительная ('/to— '/so) часть этой энергии растрачивается, остальная вызывает вибрацию тканей головы, шеи, груди. Чем больше сила подсвязочного давления, тем выше амплитуда колебаний голосовых связок. Однако коэффициент полезного действия голосового аппарата мал, гортанный голос не слишком силен, и в организме он усиливается специальными механизмами, дающими максимальный акустический эффект при минимальной мышечной энергии. К таким механизмам (это механизмы поста­новки голоса) относятся резонансные функции надставной трубы (полости глотки, рта, носа, придаточных пазух). Кроме того, очень важное значение имеют резонансные возможности грудной поло­сти — они включают резонанс головы. Грудной резонанс особен­но богат обертонами, он в наибольшей степени обеспечивает низ­кие тоны голоса. Головной резонанс обеспечивается вибрациями: черепа как единого цел ого, он используется для усиления высоко­частотных колебаний голоса.

Высота голоса зависит от колебательных движений голосовых связок и определяется их длиной, толщиной, направлением (расположением) и напряжением. Длинные и толстые голосовые связ­ки, не слишком натянутые (поэтому их напряжение слабое), при прохождении воздушной струи дают низкочастотные колебания. Они характерны для мужчин, у которых диаметр гортани существенно больше, чем у женщин.

Увеличение высоты звука возникает в результате усиления натяжения и напряжения голосовых связок за счет сокращения перстне-щитовидной мышцы. Есть предел натяжения связок, после; которого дальнейшее повышение частоты голоса невозможно. Тогда включается механизм уменьшения их длины, а именно той части голосовых связок, которая колеблется под действием потока воздуха.

Уменьшение длины связок происходит при сокращении поперечной мышцы гортани, прижимающей черпаловидные хрящи друг к другу. Поэтому задние концы голосовых связок не могут колебаться, а такая возможность сохраняется только у передней части голосовых связок. Укороченные и напряженные части голосовых связок колеблются с более высокой частотой. В конце концов наступает предел возможности изменения как напряжения, так и длины голосовых связок. Тогда включается механизм фальцета.

Важнейшей характеристикой является основная частота голоса, которая характерным образом изменяется в потоке речи. В сложном механизме регулирования основной частоты голоса важную

роль играют задаваемая мышцами гортани степень натяжения го­лосовых связок и величина подсвязочного давления, создаваемая дыхательной системой. Частота колебаний голосовых связок со­ответствует высоте издаваемого тона. Основная частота голоса — наиболее низкая частота колебаний голосовых связок. Она разли­чается у мужчин и женщин, а также зависит от возраста человека (табл. 16).

У мальчиков и девочек в возрасте до 12—14 лет различия голо­са невелики, диапазоны звуковых частот составляют:

8 -10 лет — 320 — 512 Гц;

10-12 лет - 290-580 Гц;

12-14 лет - 256-680 Гц.

Существенная доля информации, которая оказывается связан­ной с изменениями основной частоты голоса, относится к так называемым просодическим характеристикам речи (выражение повествовательной, вопросительной, восклицательной интонаций, ударений, словесных и особенно логических, обозначение неза­конченности или оконченности фразы и пр.).

Наряду с основным тоном в гортани образуются дополнитель­ные гармонические частоты голоса — обертоны, количество и сила звучания которых зависят от особенностей строения гортани, а также от величины и формы резонаторов надставной трубы. Опре­деленное сочетание обертонов обусловливает тембр («окраску») голоса, который индивидуален у каждого человека.

Диапазон голоса человека (пределы изменений голоса по вы­соте) составляет две — две с половиной октавы. Голос содержит основную частоту и обертоны. Диапазон слуха человека находит­ся в пределах от 16 до 20000 Гц; у певцов пределы голоса состав­ляют от 60—70 Гц (бас) до 1200— 1 300 Гц (сопрано).

Диапазоны частот звуков голоса мальчиков и девочек в. дет­ском возрасте почти не отличаются друг от друга, однако у маль­чиков 12—15 лет начинается изменение (ломка) голоса — мута­ция. В этот период голос мальчиков понижается на одну-полторы октавы. Он непостоянный, «срывается», особенно при громком голосе, становится хриплым. Длительность периода мутации —

около года. Мутация связаша с быстрым ростом гортани в период полового созревания. У деюочск также происходит мутация, но голос понижается всего на 1—3 тона, период мутации короче и, как правило, голосовая функция заметно не меняется.

Существуют и другие характеристики звука голоса. Регистры голоса — ряд звуков, сходных по механизму образования и харак­теру звучания. Выделяют три регистра: грудной, головной и сме­шанный (микст). При грудном регистре резонирует грудная клет­ка, голос богат обертонами. К этому регистру относят низкие тоны. Головной регистр имеет головной резонатор, который обнаружи­вается при вибрации черепа. Голос беден обертонами, типичен фальцетный голос. Головным регистром пользуются на верхних тонах диапазона. Смешанный регистр богаче обертонами, чем фаль­цет, к нему относятся средние тоны голосового диапазона. При пении используются все три регистра голоса, при разговорной речи — преимущественно микст (смешение регистров). У детей до полового созревания функционирует фальцет.

Способ приведения в действие голосовых связок называется атакой голоса. Различают три способа атаки («взятия», «голосоначала») звука:

1. твердая атака - складки плотно смыкаются до начала зву­ка, затем под напором скопившегося в трахее воздуха смычка взры­вается, складки приходят в колебания (например, восклицание раздосадованного человека: «Ах, какая неприятность!»);

2. мягкая атака — складки сближаются и в момент соприкос­новения сразу начинают вибрировать. Звук появляется одновре­менно со смыканием складок (например, выражение удовольствия: «Ах, как вкусно пахнет!»);

3. придыхательная атака - складки не успевают сомкнуться и через голосовую щель проходит некоторое количество воздуха, от него получается слабый гортанный шум, предшествующий глас­ному (например, украинскою «гай», немецкое «haben»).