Акустическая сторона звука

 

Звуковая волна, возникшая в результате колебательных движений при произношении того или иного звука, может быть записана с помощью специальных аппаратов — кимографа или осциллографа и представлена в виде особой кривой.

' Знак ~ над буквой указывает на носовой характер звука. Кимограф (от греческих слов kyma — волна и grapho — пншу) — прибор для записи кривой звуков, основанный на пневматическом прин­ципе, т, е. работающий под действием сжатого воздуха. Осциллограф — прибор, записывающий звуковые колебания на основе превращения их в электрические.

Вот как, например, выглядит кривая произношения русского слова боб (рис. 1, а) и французского слова bob (рис. 1, б), записанная с помощью кимографа ¹.

На рисунке отчетливо видно, что при произношении по­следнего звука в русском слове линия L, показывающая рабо­ту голосовых связок, идет почти ровно, следовательно голосо­вые связки не колеблются. Это и отражается в превращении

Рис. 1. Произношение слов:

о—русского боб; 6—французского bob. Линия L по­казывает работу голосовых связок, S — колеба­тельное движение воздушной струи, идущей из гортани.

звонкого [б] в глухой [п] при произношении русского слова боб — [боп]. При произношении французского слова колеба­ние голосовых связок сохраняется, поэтому оглушения послед­него звука не происходит, он сохраняет свою звонкость [bob]. Разный вид имеет и линия S, показывающая колебательные движения воздушной струи, идущей из гортани.

При подходе к звуку с точки зрения слушающего, т. е. при его акустической характеристике, необходимо учитывать ряд существенных признаков, параметров (от греческого paramet-гоп — отмеривающий) звука.

С акустической точки зрения, в звуках человеческой речи различают прежде всего соотношение тона и шума. Тон воз­никает в результате периодических колебаний, т. е. колебаний равной длительности. Шум — результат непериодических ко­лебаний. В разных группах звуков соотношение тона и шума различно. Наиболее значительна роль тона в произношении гласных звуков и таких согласных, как (м], [м'], [н], [и'], [р], [рЧ, W< М- При произношении звонких согласных [б], [б*], [в], [в']. И, [д] и других главное — шум, а не тон. При произноше­нии согласных глухих [п], [п'], [к], [к*], (с] и подобных тон отсут­ствует вовсе: они образуются только на основе шума.

Важным признаком звука является его высота, которая зависит от частоты колебаний. Единицей измерения высоты звука считается герц (обозначается гц), равный одному двой­ному (отклонение от точки покоя и возвращение к ней) коле­банию в секунду. Чем больше частота колебаний звука, тем он выше. Так, звук в 120 гц (г. е. 120 колебаний в секунду) b 12 раза выше, чем звук в 60 гц и т. д. Человеческое ухо спо­собно воспринять колебания с частотой от 16 до 20 тыс. гц, но диапазон звуков человеческой речи значительно уже (прибли­зительно от 60—80 до б тыс. гц).

Для языкознания важна не абсолютная, а относительная высота звука, г. е. разница между высотой разных звуков. Например, важно, что [и] значительно выше, чем [а] и особен­но — чём [о] или [у]; мягкий [т'] (как в словах тёс, тина, пять) выше, чем твердый [т] (как в словах там, тыл, вот) и т. д. Вы­сота одного и того же звука может меняться в зависимости от интонации, что очень важно для выделения ударных слогов (см.§ 15).

Различаются звуки и по силе, которая зависит от ампли­туды (размаха) колебаний. Чем больше амплитуда колеба­ний, тем звук сильнее, За единицу силы звука принимается децибел (обозначается дц). Разным звукам речи свойственна разная сила. Например, исследованиями Н. И. Жинкина пока­зано, что звук [а] даже без ударения в словах Мила, вдали на З-Ч), а то и на 10—.15 дц сильнее, чем звук [и], хотя на послед­ний падает ударение¹. Сила произношения одного и того же звука в разных условиях может меняться, что для фонетики очень важно.

Силу звука нельзя смешивать с его громкостью. Под громкостью понимают восприятие интенсивности звука слухо­вым аппаратом человека. За единицу измерения уровня гром­кости принят фон. Звуки, одинаковые по силе, но разные по высоте, воспринимаются как звуки разной громкости. Более высокие звуки кажутся более громкими. Поэтому (и] обычно воспринимается как более громкий звук, хотя в действитель­ности его мощность меньше, чем мощность звука [а]. Мощ­ность звука зависит от объема глоточного резонатора, глоточ­ной трубки (см. § 10). Чем меньше объем глоточного резона­тора, тем 'больше возрастает мощность звука.

Одним из важнейших признаков звука речи является его тембр (от французского timbre— колокольчик), который зависит от соотношения основного тона, возникающего в ре­зультате колебательных движений всего колеблющегося тела (языка, голосовых связок), и дополнительных гонов, возника­ющих в результате колебания отдельных частей порождающе­го звук тела (отдельные отрезки голосовых связок и т. п.) и называемых обертонами, или гармониками. Так как ча­стота колебаний частей тела всегда больше, чем частота ко­лебаний всего тела, то и обертоны выше основного тона. От­сюда и их название, образованное от немецкого слова ober — верхний.

Сами обертоны слабы, но их звучание может быть усилено резонатором, которым для звуков речи являются полости рта, носа и глотки. Изменение формы этих резонаторов, их взаи­модействие, усиливая тот или иной обертон, определяют раз­личия в тембре звука. Два звука могут.быть одинаковыми (по основному тону, но различными по тембру. На различии темб­ра основано различение гласных звуков. Обертоны наклады­ваются на основной тон, что создает очень сложную кривую звука (рис. 2)

Звуки речи представляют сложное целое, но сложный звук может быть разложен на ряд простых синусоидальных коле­баний, состав которых образует звуковой спектр звука. Спектр каждого звука имеет свои характерные признаки, различае­мые слухом. Характерные признаки спектра звука называют его характерным гоном, или формантой (от латинского for-mans, formantis — образующий). Форманты, которые дают возможность отличать один звук речи от другого, называются речевыми формантами. Речевая форманта определена исторически сложившейся нормой данного языка, поэтому она является средством различения слов (важна для перцептивной и сигнификативной функций, см. § 4). Кроме речевых формант, различают еще голосовые форманты, характерные для голоса данного человека. Голосовая форманта зависит от ин­дивидуальных особенностей речевого аппарата разных лю­дей. Голосовая форманта не влияет на различение слов, т. е. значащих отрезков речи, но она дает возможность различать людей по голосу. Интересно, что голосовые форманты хорошо различаются и слухом животных.

Для языкознания важны речевые форманты. У каждого звука свои характерные признаки, т. е. свои форманты. Так, форманты разных гласных характеризуются наличием разных областей усиления частот звука: для [у] такая Область лежит в пределах 200—600 гц, [о]—от 400 до 800, {а] —от 1000 до 1400. У некоторых звуков таких областей может быть не­сколько.

Акустические признаки звуков зависят от работы речевого аппарата, от артикуляции (от латинского articulatio — articulare — членораздельно выговаривать) звука (см. § 10).