Какие свойства звуков являются акустическими. Акустический аспект изучения звуков (акустика речи). Фонология. Понятие фонемы

Звук языка одновременно явление физическое (акустическое), биологическое (артикуляционное) и социальное (собственно системно-языковое, фонологическое).

С точки зрения акустики звук представляет собой результат колебаний материального тела в упругой среде.

Высота зависит от частоты колебаний голосовых связок и измеряется в герцах (Гц). Человеческое ухо воспринимает звуки в диапазоне 16 Гц – 20 000 Гц. Ниже и выше сенсорного порога располагаются соответственно инфра- и ультразвуки. Мужской голос ниже женского, потому что голосовые связки мужчин длиннее и толще и заставить их колебаться с «женской» частотой труднее (Ср. голоса ребенка и взрослого, Витаса и Ф. Шаляпина).

Сила (громкость) определяется амплитудой колебаний и измеряется в децибелах (дБ). Если принять нижний порог чувствительности человеческого уха за 0 дБ, то звук шороха – 10 дБ, человеческая речь – 60, автомобильный гудок – 90, реактивный двигатель –120, болевой порог – 140. При пении голосом сопрано на расстоянии 1 м создается давление 100 дБ. Если заткнуть пальцами оба уха, громкость звука понижается на 20 дБ. При длительном воздействии звуков в 90 дБ возникает звуковая травма, результатом которой может быть тугоухость или полная потеря слуха. Сила используется в языках для смыслоразличения: крyжки – кружкu; болг. пaра ‘пар’ – парa ‘монета’; кор. tal ‘луна’ – ŧal ‘дочь’ различаются слабым и сильным [t].

Длительность определяется временем звучания. В некоторых языках длительность используется как смыслоразличительное средство: лат. liber ‘книга’ и līber ‘свободный’, нем. das Beet ‘грядка’ и das Bett ‘кровать’, монг. тэх ‘козел’ и тээх ‘класть’. В подобных языках, различающих долгие и краткие гласные, звучание долгих, в общем случае, в два раза продолжительнее кратких. По длительности различаются и согласные. Например, самым долгим в чешском языке является звук [s] (0,23 сек.), а наиболее кратким [r] (0,01-0,07 сек.). Длительность согласных, причем даже смычных, используется для смыслоразличения: якут. ‘а’ (союз) и ‘ягода’; русск. аллея – алея.

Тембр – индивидуальная окраска звука и соответственно голоса. Звуки разных людей, одинаковые по высоте, силе и длительности всегда будут отличаться по тембру, потому что голосовые возможности каждого человека уникальны. По тембру различаются тождественные по другим акустическим характеристиками звуки, исполненные на разных музыкальных инструментах или звуки одного инструмента при извлечении их разными способами.

Тембр определяется многими факторами – условиями колебаний, формой резонатора, обертонами, их соотношением по высоте и громкости, шумовыми призвуками и др.

Тон – результат гармонического (периодического, равномерного) колебания. Негармонические колебания называются шумом. Источник тонов являются находящиеся в гортани голосовые связки. Чтобы понять механизм их действия, достаточно представить колебание струны (К слову, в болгарском языке голосовые связки так и называются – гласни струни). Источником шума становится преграда, образуемая подвижным органом и создающая турбулентные или импульсные колебания. При образовании гласных и согласных возможны 4 случая отношения тона и шума:

1) чистый тон – гласные,

2) тон преобладает над шумом – сонорные,

3) шум преобладает над тоном – звонкие,

4) чистый шум – глухие.

Следует различать гармонические колебания лингвистического тона с тоном языков музыкального ударения (серб.-хорв., швед., др.-рус.), в которых тон является синонимом интонации – варьирования высоты и мелодики голоса. Тон здесь обладает смыслоразличительной функцией, как в русском языке ударение. В китайском литературном языке четыре тона. Например, звуковой комплекс ma в зависимости от тона означает: с ровном тоном ‘мать’, с восходящим ‘конопля’, с нисходяще-восходящим ‘ругаться’, с нисходящим ‘лошадь’.

Высотой, силой, длительностью и тембром обладает любой звук, например, музыкальный. Специфической акустической характеристикой звуков речи является их противопоставление по признакам «сонорность / шумность». Внутри шумных выделяются звонкие и глухие. Только данная характеристика отражается в классификации звуков русского языка в практике школьного и вузовского преподавания. Сонорные звуки не звонкие. По акустике они ближе к гласным, чем к согласным. Особенно звуки [л] и [j], которые могут быть определены как согласные и как гласные. От гласных они отличаются лишь по контрасту в фонетической последовательности.

В других языках есть полузвонкие согласные – в начале своего образования они звонкие, а потом глухие, или наоборот. Например, в азербайджанском языке есть взрывные согласные звуки, в которых после звонкой смычки следует глухой взрыв. Носителя языка с противопоставлением звонких (полнозвонких) и глухих воспринимают такие звуки как глухие. Русские не слышат начальную звонкую фазу артикуляции полузвонких, но для азербайджанца их звонкость ясно ощутима.

1 0 11 12 ..

ЗВУКИ РЕЧИ. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗВУКОВ

Из всех звуков окружающего мира наибольшее значение для человека имеют звуки речи. С акустической точки зрения речь представляет собой поток различных звуков, прерывающийся паузами разной длительности. Особенности звуков речи определяются различием их акустических свойств: высоты, силы, тембра и длительности. Разнообразное сочетание этих свойств звуков речи является той материальной основой, которая служит для выражения мысли.

Звуки речи делятся на две основные группы - гласные и согласные. Гласные являются тоновыми звуками, согласные - преимущественно шумовыми.

Гласные звуки. Различие между отдельными гласными определяется характерными для каждого гласного формантами. Форманты представляют собой отдельные усиленные области частот, составляющих сложный спектр звуков речи. Так, например, гласный звук а независимо от своего основного тона, т. е. независимо от того, на какой высоте голоса он произнесен, имеет характерную для этого звука форманту, охватывающую область от 1000 до 1400 Гц.

Таблица 2.форматный состав гласных звуков

Из приведенной таблицы 2 видно, что гласные у, ы, о характеризуются низкими формантами (от 200 до 800), а гласные э, и - высокими (от 1500 до 4200), для гласного же а характерны форманты средней частоты (от 1000 до 1400), так что звуки у, ы, о можно условно считать «низкими», в то время как и, э являются «высокими» звуками.

Из этой же таблицы видно, что гласные ы, э имеют, кроме основных формант, добавочные формантные области, отличающиеся от основных меньшей интенсивностью.

Согласные звуки также обладают определенными акустическими характеристиками, но значительно более сложными. Звуковой анализ звонких согласных, например б, в, з, ж и др., показывает наряду с периодическими колебаниями, соответствующими тону голосовых связок, наличие в составе этих звуков непериодических колебаний высокой частоты, не гармоничных по отношению к основному тону. Что касается глухих согласных, например п, ш, ц и др., то в их состав входят только непериодические колебания разной частоты. Согласные л, м, н обладают почти правильной периодичностью. Для р характерны биения звука с частотой около 20 колебаний в секунду (соответственно частоте вибраций языка) и форманта в области от 200 то 1500 Гц. Согласный ш имеет высокую форманту в области от 1200 до 6300 Гц, а согласный с - еще более высокую характеристическую область - от 4200 до 8600 Гц. Нужно отметить, что звуковой спектр согласных настолько сложен, что вопрос о физической природе этих звуков не может считаться окончательно разрешенным.

Если в силу каких-либо причин устраняются или ослабляются форманты, характеризующие речевые звуки, то речь становится неразборчивой, даже если она обладает достаточной громкостью. Такое устранение и ослабление формант служит причиной неразборчивости речи при несовершенной радиопередаче и при пользовании низкокачественной звукоусиливающей аппаратурой.

Снижение разборчивости речи за счет устранения высоких формант отмечается также при некоторых формах тугоухости, когда нарушается восприятие высоких тонов.

Фонетика связана с такими немовознавчимы дисциплинами, как физика (акустика), анатомия, физиология (создание звуков, строение речевого аппарата) и психологией (речевая деятельность человека является частью его психической деятельности).

Звуки речи можно одновременно рассматривать как физические, физиологические и лингвистические явления.

Звуки языка

Звуки речи по своей природе, по способу создания и по своему назначению -достаточно сложные единицы.

В природе мы слышим множество звуков (шум травы, шелест деревьев, гул, пение, свист, рев, стук различных физических явлений). Звуки, лишены всякого значения, называются пустыми (пустыми), или звуками физических явлений.

Не все звуки, которые произносит человек, является звуками речи. Человек может создавать много звучаний (крик, свист, кашляння, икання, сопение и под.), Но для общения имеют значение только те звуки и звукосполук, служащие для образования морфем и слов.

Звуки человек слышит, воспринимает органом слуха, поэтому в школьном языкознании звук характеризуется как слуховое ощущение, вызываемое механическими колебаниями. В физике - звук трактуется как распространяемые в упругих телах (твердых, жидких и газообразных) механические колебания. V музыке определяется как тон определенной высоты и силы. В линмистици звук - это членораздельный элемент человеческой речи, образованный с помощью органов речи. Звуки - это материальная оболочка слов. Наш язык звуковая, членораздельная.

Кроме того, в лингвистике звуки одновременно характеризуются:

Как явление физическое, или физический аспект звука .- его звучание, акустика, потому возникают в результате колебаний воздуха и различаются по высоте, долготе, силой, тембром;

Как явление анатомо-артикуляционное, то есть физиологический аспект, поскольку они образуются органами речевого аппарата человека с участием центральной нервной системы;

Как явление функциональное, или лингвистический аспект - функция звуков в речи, потому что звуки создают материальную оболочку слов, служат для их образования, распознавания, указывают на различия в значении слов и их форм.

Хотя все три аспекта изучения звуков представлены в школьном языкознании, но четкого разграничения их нет. Они изучаются в единстве, что обеспечивает усвоение учащимися акустически-физиологических и функциональных признаков звуков как целостного явления.

Акустические свойства звуков

Особенности звуков изучаются акустикой. В акустике рассматриваются свойства волновых движений, зависят от характеристик источника колебаний, и те ощущения, которые возникают у человека, который воспринимает тот или иной звук.

В физическом аспекте каждом звуковые человеческой речи свойственны такие пять признаков: высота, сила, долгота, чистота, тембр.

Высота звука зависит от частоты колебаний упругого тела, то есть от количества сжатий-разреженного воздуха за одну секунду (один сжатие-разрежение в секунду - это герц). Человеческое ухо воспринимает звук частотой от 16 (самый низкий звук) до 20 000 Гц. Диапазон колебаний в человеческом языке значительно меньше: у мужчин - 85-200 Гц, у женщин -160-340 Гц (у женщин голосовые связки короче, и поэтому звук выше), у певцов - от 80 (самый низкий бас) до 1300 (выше сопрано) Гц. Высота звука в языке используется для формирования интонации высказывания, а также частично ударения.

Сила (интенсивность) и громкость звука зависят от амплитуды (размаха) колебаний голосовых связок, что, в свою очередь, обусловлено силой, с которой давит на голосовые связки или другие преграды выдыхаемый поток воздуха. Чем больше размах колебаний, тем сильнее звук. С помощью силы звука выделяют ударные слоги, добиваются хорошего слышимости и тому подобное. Колебательные движения вызывают сгущение и разрежение звуков, что, в свою очередь, вызывает изменения воздушного давления по сравнению с атмосферным (увеличивает или уменьшает его). Соответственно, сила звука зависит от величины звукового давления волны, распространяющейся. Сила звука оценивается слухом как громкость: увеличение звукового давления приводит к увеличению громкости, уменьшение - к ее ослаблению. Сила звука, или интенсивность, измеряется в особых единицах - децибелах (1 дБ). Здесь оказывается человеческий фактор (громкая или тихая беседа, говорит супруг и т.д.). Громкий разговор равна примерно 70 дБ.

Между силой звука и его громкостью существует сложная зависимость. Во время одного и того же звукового давления звуки с частотой 1000-3000 Гц слышать лучше, оцениваются как более громкие, чем звуки с частотой 100-200 Гц. Наибольшую интенсивность имеют открытые гласные звуки [а], [о], [э], наименьшую - закрытые [и], [у], [и]. Напряженные гласные звуки легко переходят в согласные [в] - [в], [и] - [и]. Регулировка силы звуков предопределяется условиями общения, в частности расстоянием между его участниками, а также эмоциональным состоянием вещателей.

Долгота зависит от времени звучания. Продолжительность звука в слове выражается в миллисекундах: например, гласный е в украинском языке продолжается 240-260 мс, громкий и - 245-265 мс. Украинский язык различает обычные и удлиненные согласные (цена и ценный, во ржи и в жизни), немного дольше звучат в ней отмечены гласные.

Чистота звука зависит от ритмичности колебаний. Если колебания ритмичные, равномерные, возникают чистые тона; если колебания неритмичные, слышатся шумы. Источником тонов являются колебания голосовых связок, а источником шумов - трение воздуха о губы, зубы, небо, язык и тому подобное. Чисто тональными звуками есть гласные, шум участвует в формировании согласных звуков.

Тембр зависит от дополнительных тонов, которые накладываются на основной и является основной акустической признаком каждого отдельного звука речи. Именно тембр несет информацию о том, как создается определенный звук, который слышит слушатель. Тембр несет также информацию об особенностях строения резонаторов каждого отдельного человека (не только глоточная, ротовая и носовая полости, но и форма языка, выпуклость неба, состояние зубов и т.д. влияют на размер резонатора). Именно благодаря тембровые мы узнаем голос человека, даже не видя ее. Тембр предоставляет том или ином языке неповторимого национальную окраску.

По тембру различают звучания конкретного вещания, которое может быть светлым, легким, мощным, радостным, мрачным и т. Д. Тембральных характеристики звуков существенно дополняют содержание того или иного высказывания, создают нужное настроение, соответствующий подтекст.


Как физическое явление звук речи представляет собой результат колебательных движений голосовых связок. Источник колебательных движений образует непрерывные упругие волны, которые воздействуют на человеческое ухо, в результате чего мы и воспринимаем звук. Свойства звуков изучаются акустикой. При описании звуков речи рассматриваются объективные свойства колебательных движений - их частота, сила, и те звуковые ощущения, которые возникают при восприятии звука - громкость, тембр. Часто слуховая оценка свойств звука не совпадает с его объективными характеристиками.
Высота звука зависит от частоты колебаний в единицу времени: чем больше число колебаний, тем выше звук; чем меньше колебаний, тем звук ниже. Высота звука определяется в герцах. Для восприятия звука важна не абсолютная, а относительная частота. При сравнении звука с частотой колебаний в 10 000 ГЦ со звуком в 1 000Гц первый будет оценивать как более высокий, но не в десять раз, а всего лишь в 3 раза. Высота звука зависит также от массивности голосовых связок - их длины и толщины. У женщин связки тоньше и короче, поэтому женские голоса обычно выше, чем мужские.
Сила звука определяется амплитудой (размахом) колебательных движений голосовых связок. Чем больше отклонение колеблющегося тела от исходной точки, тем интенсивнее звук. В зависимости от амплитуды меняется давление звуковой волны на барабанные перепонки. Силу звука в акустике принято измерять в децибелах (дБ). Сила звука зависит и от объема резонирующей полости.
С точки зрения слушающего сила воспринимается как громкость: увеличение звукового давления приводит к увеличению громкости. Между силой и громкостью нет прямой зависимости. Звуки равные по силе, но с разной высотой воспринимаются по-разному. Так, звуки с частотой до 3000Гц воспринимаются как более громкие.
Звуки русского языка различаются по времени своего звучания. Длительность звучания измеряют в тысячных долях секунды - мс. По долготе звучания различают ударные и безударные гласные звуки. Безударные гласные первого и второго предударного слога также различны по времени. Длительность смычных взрывных согласных практически равна нулю.
Фонетическим паспортом человека называют тембр звука. Тембр звука создается путем наложения на основной тон, возникающий в результате ритмических колебаний голосовых связок, обертонов, являющихся результатом колебаний отдельных частей звучащего тела. Частота колебаний обертонов всегда в кратное число выше частоты колебаний основного тона, а сила слабее, чем выше высота. Резонаторы могут изменять соотношение тонов и обертонов, что отражается на тембровом рисунке звука.
С развитием электроакустической (в 1920-1930 гг.), а затем (в середине 60-х гг.) - компьютерной (электронной) техники стало возможным более детальное изучение акустических характеристик звука речи.

Каждый звук, произносимый нами в речи, как и всякий звук вообще, есть физическое явление - колебательное движение, переда­ваемое через упругую среду (через воздух) и воспринимаемое человече­ским слухом. Это колебательное движение характеризуется определен­ными физическими (акустическими) свойствами, рассмотрение которых и составляет физический, или акустический, аспект в изучении звуков языка и речи.

Колебания, воспринимаемые слухом, могут быть равномерными, периодическими, и тогда соответствующий звук называют музыкаль­ным тоном или просто тоном (таков, например, звук струны скрип­ки). Если же, напротив, колебание является неравномерным, неперио­дическим, мы имеем дело с шумом (таков, например, звук удара молотком). В языковых звуках используются и в той или иной пропор­ции сочетаются элементы тона и шума, причем тоны возникают в ре­зультате колебания голосовых связок в гортани, а также ответных (резонаторных) колебаний воздуха в надгортанных полостях, тогда как шумы - главным образом в результате преодоления воздушной струёй разного рода преград в речевом канале. Гласные - это в основном тоны, глухие согласные (например, [k], [t], [f]) - это шумы, а среди других согласных в так называемых сонантах ([r], [l], [n], [m] и др.) тон преобладает над шумом, тогда как в звонких шумных ([g], [d] и т. д.), напротив, шум преобладает над тоном.

Звуки характеризуются высотой, зависящей от частоты колебаний (чем больше колебательных движений в единицу времени, тем выше звук), и силой (интенсивностью), зависящей от амплитуды (размаха) колебания. Они обладают также большей или меньшей длительностью (долготой). Но, бесспорно, наиболее важным для языка различием звуков является различие их тембра , т. е. их специфической окрас­ки. Именно тембр отличает [i] от [а] и от [о], от [n] и от [d] и т. д.

Специфический тембр каждого звука создается главным образом резонансными характеристиками, иначе - допол­нительными тонами, которые наслаиваются на основной тон (возни­кающий в результате колебания голосовых связок), а также на шумы. Явление резонанса состоит в том, что колебания звучащего тела вызы­вают ответные колебания другого тела или воздуха, находящегося в полом сосуде, в замкнутом пространстве и т. д. (ср. явление эха, на­блюдаемое в горах, на лесных полянах и т. д., но не на ровном поле). При образовании звуков речи роль резонатора выполняют полости рта, носа и глотки, причем благодаря разнообразным движениям ор­ганов речи (языка, губ, нёбной занавески и т. д.) форма и объем резо­натора, а отчасти и степень упругости его стенок меняются, что и ведет к появлению то одних, то других (разных по высоте и интенсивности) резонаторных тонов. Этим, собственно, и создается качественное раз­нообразие звуков нашей речи.