Звуковой строй современного русского языка. - Бондарко Л.В.
Скачать (прямая ссылка):
Спектр звука и тембр
Звуки возникают в результате простых или сложных колебательных движений. Примером сложного звука может быть пример с той же колеблющейся струной. Если мы приведем струну в состояние колебания, то получим самую низкую частоту, которую струна может издавать. Эта частота называется основной частотой или частотой источника. Прикоснувшись к средней части струны, приведем ее в состояние колебаний. В результате услышим звук, который в два раза выше основного тона Он образуется вследствие того, что каждая из двух половинок струны колеблется отдельно, и при этом частота колебаний в два раза больше, чем частота колебаний всей струны. Практически струна совершает не только колебания с основной частотой, но и с частотой в два, три, четыре, пять и т д раз более высокой, чем основная частота. Образующиеся в результате этих колебаний тоны называются обертонами или гармониками основного тона; их основное свойство
2'
19
заключается в том, что частота их всегда в кратное число раз выше частоты основного тона, а интенсивность тем слабее, чем выше частота.
Голосовые связки человека, которые можно сравнить с колеблющимися струнами, совершают им"енно такие сложные колебания.
Таким образом, одна из причин возникновения сложных звуков — наличие сложных колебательных движений, образующих как основной тон, так и обертоны..
Для того чтобы понять другую причину возникновения сложных звуков, нужно обратиться к явлению резонанса. Ранее уже говорилось о том, что источником звуков могут быть колебания самых разных тел. В частности, многие из музыкальных инструментов основаны на движении воздушных столбов, содержащихся в трубах, или на движении масс воздуха, содержащихся в сосудах определенной формы (флейта, дудка, орган и т. д.). Объем воздуха, заключенный в полое тело, имеет всегда собственные частотные характеристики, т е. имеет собственную частоту колебаний. Если к этому полому телу поднести какое-либо звучащее тело, частота колебаний которого совпадает с его собственной частотой, то звук станет намного громче, так как воздух, заключенный в этот объем, начинает колебаться с собственной частотой и усиливает громкость исходного звука. Такое полое тело называют обычно резонатором. Собственная частота резонатора может совпадать или с частотой источника звука или же с каким-нибудь из обертонов. В первом случае усиливается основной тон, во втором — один из обертонов. Так, сложный звук, содержащий основной дюн и обертоны, может значительно измениться по качеству, если один из обертонов будет усилен несоответственно своей частоте (уже говорилось о том, что чем выше частота обертона, тем меньше его интенсивность).
Чтобы охарактеризовать какой-либо сложный звук акустически, необходимо получить представление о частоте его источника, о частоте гармоник основного тона и об относительной интенсивности всех его частотных составляющих (т е. о том, как основной тон и гармоники относятся друг к другу по интенсивности). Когда получаем эти характеристики звука, то имеем дело со спектром звука.
20
Такой спектр, представляющий совокупность значений амплитуд гармоник, называется амплитудно-частотным спектром данного колебания. Спектр звука в определенной степени влияет иа субъективное восприятие тембра звука.
Когда говорим о колебательных движениях, совершаемых струной, то замечаем, что этн движения могут повторяться одно за другим несколько раз подряд. Такое движение называется периодическим, а звук, получаемый в результате такого движения,— периодическим звуком. Интервал между двумя одинаковыми движениями называют периодом звука. Представим себе, что на середину струны мы укрепили источник света (например, маленькую электрическую лампочку), а затем привели эту струну в состояние колебания. Струна колеблется в темноте, а мнмо нее с равномерной скоростью протягиваем светочувствительную бумажную ленту. Прн этом получаем иа лейте графическое изображение простого колебания. Такую кривую принято называть синусоидой. Периодические звуки, получаемые в результате синусоидальных колебаний, называются гармоническими. Примерами гармонических звуков являются уже знакомые иам колебания струн и колебания голосовых связок человека, периодическими колебаниями могут быть и незвуковые колебания, например движения маятника.
Как видно, далеко не каждое периодическое колебание является гармоническим. Например, щелканье трещотки через равные и относительно небольшие промежутки времени является периодическим негармоническим сигналом.
§ 2. РОЛЬ АРТИКУЛЯЦИОННОГО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА В ОБРАЗОВАНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Рассмотрим, каким образом различные участки речевого (артикуляционного) аппарата1 человека участ*
1 Выражения «речевые органы», «произносительные органы», «речевой аппарат», «речевой тракт», которые обычно употребляются, имеют примерно одно и то же значение и все являются условными, так как все органы, принимающие участие в образовании звуков речи, не являются речевыми по своей первичной физиологич ческой функции.
21
Рис. 1. Схематическое изображение речевого аппарата человека:
