Голос — это совокупность разнообразных по своим характеристикам звуков, возникающих в результате колебания эластических голосовых складок. Звук голоса —
колебания частиц воздуха, распространяющихся в виде волн сгущения и раздражения. Источником звука человеческого голоса является гортань с голосовыми складками.
Высота звука — субъективное восприятие органом слуха частоты колебательных движений. Чем чаще совершаются периодические колебания воздуха, тем выше мы воспринимаем звук. Качество высоты звука зависит от частоты колебательных движений голосовых складок в 1 секунду. Сколько смыканий и размыканий осуществляют они в процессе своих колебаний и сколько порций сгущенного подскладочного воздуха пропустят, такова будет и частота рожденного звука, т. е. высота тона. Частота основного тона измеряется в герцах и может изменяться в обычной разговорной речи у мужчин в пределах от 85 до 200 Гц, у женщин от 160 до 340 Гц. От изменений высоты основного тона зависит выразительность речи.
Сила голоса, его энергия, мощность определяются интенсивностью амплитуды колебаний голосовых складок и измеряются в децибелах. Чем больше амплитуда колебательных движений, тем сильнее звучит голос. Сила голоса находится в прямой зависимости от подскладочного давления воздуха, выдыхаемого из легких. При нарушении определенных координационных взаимоотношений между натяжением голосовых складок и воздушным давлением голос может потерять силу, звучность и изменить тембр.
Тембр, или окраска звука является существенной характеристикой качества голоса. Он отражаетакустический состав сложных звуков и зависит от частоты и силы колебаний. Все звуки речи сложные. Они состоят из основного тона, определяющего высоту, и многочисленных обертонов более высокой чем основной тон, частоты. Частота обертонов обычно в 2, 3, 4 и т. д. раз больше, чем частота основного тона голоса. Возникновение обертонов связано с тем, что голосовые складки колеблются не только своей длиной, воспроизводя основной тон, но и отдельными частями. Эти частичные тоны дают общую форму колебания, которая и определяет тембр. Резонанс — резкое возрастание амплитуды колебаний, возникающее при совпадении частоты колебаний внешней силы с частотой собственных колебаний системы. При фонации резонанс усиливает отдельные обертоны звука, возникающего в гортани, и вызывает совпадение колебаний воздуха в полостях грудной клетки и надставкой трубки. /Выделяют два основных резонатора — головной и грудной. Под головным (или верхним) понимаются полости, расположенные выше нёбного свода, в лицевой части головы. При использовании этого резонатора голос приобретает яркий полетный характер, а у говорящего возникает ощущение, что звук проходит через лицевые кости черепа. Р. Юссоном доказано, что вибрационные явления в головном резонаторе стимулируют голосовую функцию.
При грудном резонировании ясно ощущается вибрация грудной клетки. Резонатором здесь могут быть единственные воздушные полости — трахея и крупные бронхи. Тембр голоса при этом «мягкий». Хороший, полноценный голос одновременно озвучивает головной и грудной резонаторы. Взаимосвязанная система резонаторов накапливает звуковую энергию и, в свою очередь, влияет на источник, колебаний — работу голосовых складок. Оптимальные условия для функции голосового аппарата появляются при создании в надскладочных полостях (надставной трубке) определенного сопротивления порциям подскладочного воздуха, который проходит сквозь колеблющиеся голосовые складки. Это сопротивление называетсяимпедансом, при его создании голосовые складки работают с малой затратой энергии и хорошим акустическим эффектом. Явление импеданса одно из важных защитных акустических механизмов в работе голосового аппарата.
Большое значение для голоса имеет способ его подачи, так называемая атака звука. Принято различать три типа голосоподачи: 1) сначала идет легкий выдох, затем смыкаются и начинают колебаться голосовые складки. Голос звучит после легкого шума. Такой способ считается придыхательной атакой; 2) момент смыкания голосовых складок и начало выдоха совпадают. Это мягкая атака звуков; 3) сначала смыкаются голосовые складки, а затем осуществляется выдох, приводя их в колебания. Этот тип называется твердойатакой.
Наиболее употребительна и физиологически обоснована мягкая атака. Однако возможно использование и двух других способов подачи звука в зависимости от голосовых задач и эмоционального состояния человека, а иногда и в целях постановки голоса.
Распространение звуковых волн характеризуется в первую очередь скоростью звука. В газообразных и жидких средах распространяются продольные волны (направление колебательного движения частиц совпадает с направлением распространения волны), скорость которых определяется сжимаемостью среды и её плотностью. Скорость звука в сухом воздухе при температуре 0°С составляет 330 м/сек, в пресной воде при 17°С – 1430 м/сек. В твёрдых телах, кроме продольных, могут распространяться поперечные волны, с направлением колебаний, перпендикулярным распространению волны, а также поверхностные волны (Рэлея волны). Для большинства металлов скорость продольных волн лежит в пределах от 4000 м/сек до 7000 м/сек, а поперечных – от 2000 м/сек до 3500 м/сек.
При распространении волн большой амплитуды фаза сжатия распространяется с большей скоростью, чем фаза разрежения, благодаря чему синусоидальная форма волны постепенно искажается и звуковая волна превращается в ударную волну. В ряде случаев наблюдается дисперсия звука, т. е. зависимость скорости распространения от частоты. Дисперсия звука приводит к изменению формы сложных акустических сигналов, включающих ряд гармонических составляющих, в частности – к искажению звуковых импульсов. При распространении звуковых волн имеют место обычные для всех типов волн явления интерференции и дифракции. В случае, когда размер препятствий и неоднородностей в среде велик по сравнению с длиной волны, распространение звука подчиняется обычным законам отражения и преломления волн и может рассматриваться с позиций геометрической акустики.
