Sunetul și mecanismul vorbirii

Sunetul și mecanismul vorbirii

► Ce este sunetul?

Sunetul constituie din punct de vedere fiziologic senzația produsă asupra organului auditiv de către vibrațiile materiale ale corpurilor și transmise pe calea undelor acustice. Suntem obișnuiți să credem că sunetul se propagă doar în aer, dar, în realitate, este perceput și prin alte medii. De exemplu, dacă am sta cu capul sub apă, vom auzi ce se întâmplă în exterior. Și, de asemenea, putem auzi și vecinii zgomotoși deoarece vocile lor puternice se aud prin podea și pereți – substanțe solide.

► Apariția sunetului

Este ușor să extragi sunetul lovind două obiecte. Încep să sune, așa că, atunci când lovim, transferăm energie acestora, determinându-le să vibreze (să oscileze rapid). Prin vibrare, subiectul comprimă sau diluează alternativ aerul din jur. Prin urmare, presiunea aerului din jurul său este fie în creștere, fie în scădere. Aceste vibrații ușoare ale aerului creează unde sonore. Ajung la timpanele noastre și auzim un sunet.

► Vibrațiile aerului

Sunetul este format dintr-o diferență subtilă a presiunii aerului. Când cineva vorbește lângă noi, el face ca presiunea aerului să crească, apoi să scadă cu aproximativ 0,01 % din normal. Simțim aceeași presiune punând o foaie de hârtie pe palmă. Aerul oscilează, făcând să vibreze membrana subțire din ureche numită timpan. De aceea, percepem vibrațiile aerului ca un sunet. Dar auzul nostru nu percepe toate vibrațiile.

Urechea umană este sensibilă la vibrații ale aerului cu frecvențe între 20 Hz și 20 kHz, cu un maxim de sensibilitate auditivă în jur de 3500 Hz. Acest interval depinde mult de amplitudinea vibrației și de vârsta și starea de sănătate a individului. Sub amplitudinea de 20 μPa vibrațiile nu mai pot fi percepute. Odată cu vârsta intervalul de sensibilitate se micșorează, în special frecvențele înalte devin inaudibile.

► Audiograma

Audiograma este un grafic care ilustrează capacitatea unei persoane de a auzi şi gradul de hipoacuzie al acesteia pentru fiecare ureche în parte. De-a lungul graficului, numerele sunt cuprinse între 125 şi 8000. Aceste numere se referă la frecvenţe, adică la înălţimea diferitelor sunete.

Frecvenţa este exprimată în cicli pe secundă sau Hertz. Cu cât mai mare este frecvenţa, cu atât mai ascuţit este sunetul. De exemplu, 250 Hertz (Hz) se aude ca un robinet care curge, în timp ce soneria telefonului este în jurul valorii de 8000 Hz.

Intensitatea sunetului este măsurată în unităţi numite decibeli. Zero decibeli (0 dB) nu înseamnă „absenţa sunetului”. Este însă un sunet foarte slab. Nivelul vocii de conversaţie este în jurul a 65 dB, iar 120 dB este foarte, foarte puternic – un sunet aproape la fel de puternic ca un avion care decolează la numai 25 m distanţă față de tine. Numerele situate pe verticală reprezintă nivelul de auz în decibeli.

În timpul unui test de auz audiologul prezintă pe rând sunete de diferite frecvenţe. Cel mai încet sunet pe care o persoană îl poate auzi va fi marcat pe audiogramă în dreptul acelei frecvenţe şi intensităţi. Acesta este numit „pragul de auz”.

⁂ Cum arată sunetul tău?

Audiograma este o „poză” a auzului tău. Ea indică modul în care auzul tău diferă de cel normal şi, în cazul în care ai o pierdere de auz, arată localizarea acesteia. Există tipuri şi grade diferite de pierderi de auz. În funcţie de care parte a urechii este afectată, specialiştii clasifică hipoacuzia în patru tipuri principale de hipoacuzie: hipoacuzie de transmisie, neurosenzorială, mixtă şi nervoasă.

► Viteza sunetului

Viteza cu care se propagă undele sonore depinde de mediul de propagare, în particular de elasticitatea și densitatea acestuia. În fluide (gaze și lichide) participă la propagarea sunetului numai deformarea volumică a mediului; la solide mai intervin și forțele de forfecare.

Exemple:

• aer: 343 m/s (la 20 °C);
• apădulce: 1435 m/s;
• oțel: 5100 m/s.

► Mecanismul vorbirii

Tot ce se întâmplă în corpul nostru este pornit sau/și reglat de creier. Așa se întâmplă și în cazul vorbirii. Putem spune că vorbirea pornește din creierul nostru care dă ocomandă. Participarea creierului în vorbire o numim segmentul reglator.

Comanda aceasta, cu o viteză foarte mare, se transmite în diferite părţi ale corpului. Corpul va reacţiona și va pune în mișcare mai multe mecanisme. Unul dintre acestea este respiraţia. Aerul va pătrunde în organism, prin inspiraţie și va ieși, prin expiraţie. Acesta este segmentul respirator.

În drumul său, aerul expirat va întâlni laringele, aici se găsesc coardele vocale. Impulsurile nervoase date prin comanda creierului și presiunea aerului expirat le vor face să se miște. Mișcarea este oscilatorie, coardele vibrează. În felul acesta se produce un sunet incipient, pe care îl numim sunetul iniţial. Acest mecanism se numește fonaţie – segmentul fonator.Sunetul primar părăsește, în același timp cu aerul, laringele și înaintează prin faringe către gură și nas. Atât sunetul cât și aerul vor suferi modificări. Sunetul se va îmbogăţi, în funcţie de lungimile, formele și mărimile cavităţilor pe care le va străbate. Prin acest mecasim sunetul va fi prelungit și intensificat; se va îmbogăţi. Acesta este segmentul rezonator.

Următoarele modificări pe care le vor suferi aerul și sunetul se vor realiza aproape de ieșirea acestora din organism. Fie vor ieși libere și se vor transforma doar prin modificarea mărimii și formei cavităţilor prin care ies, fie vor ieși după ce aerul este oprit sau calea de ieșire este mult îngustată. Fiecare dintre aceste sunete vor putea fi diferenţiate unele de altele de către vorbitori. Ele sunt sunetele articulate. Acesta este segmetul articulator.

► Acustica vorbirii

Acustica vorbirii studiază semnele fizice ale vorbirii. Sunetul vorbirii se referă la fluctuațiile aerului cauzate de organele vorbirii. Sunetele sunt împărțite în tonuri (sunete muzicale) și zgomote (sunete non-muzicale).

• tonul –  vibrații periodice (ritmice) ale corzilor vocale;
• zgomotul-  vibrații neperiodice (neregulate) ale unui corp care sună, de exemplu, buzele.

Sunetele vorbirii variază în înălțime, rezistență și durată.

Înălțimea sunetului: numărul de oscilații pe secundă (hertz). Depinde de lungimea și tensiunea corzilor vocale. Sunetele mai înalte au o undă mai scurtă. O persoană poate percepe frecvența vibrațiilor, adică pitch în intervalul 16 – 20.000 hertz. Pisicile și câinii percep până la 40.000 Hz și peste, și liliecii chiar și până la 90.000 Hz.

Frecvențele principale de comunicare ale persoanelor sunt de obicei între 500-4000 Hz. Corzile vocale produc sunete de la 40 la 1700 Hz. De exemplu, basul începe de obicei la 80 Hz, iar soprana este definită la 1300 Hz. Frecvența naturală a vibrațiilor timpanului este de 1000 Hz. Prin urmare, cele mai plăcute sunete pentru oameni – sunetul mării, pădurile – au o frecvență de aproximativ 1000 Hz.

Intervalul de oscilație al sunetelor de vorbire masculină este de 100 – 200 Hz, spre deosebire de femeile care vorbesc cu o frecvență de 150 – 300 Hz (deoarece bărbații au corzi vocale în medie 23 mm, iar femeile de 18 mm, iar cu cât ligamentele sunt mai lungi, cu atât tonul este mai mic).

Puterea sunetului (volumul) depinde de lungimea de undă, adică din amplitudinea oscilațiilor (amploarea abaterii de la poziția inițială). Amplitudinea vibrațiilor este creată de presiunea fluxului de aer și de suprafața corpului care sună. Puterea sunetului se măsoară în decibeli:

• Șoapta este definită în 20 – 30 dB;
• vorbire obișnuită – de la 40 la 60 dB;
• volumul țipătului ajunge la 80 – 90 dB.

Cântăreții pot cânta cu o putere de până la 110-130 dB.

Sunete de vorbire diferite au puncte forte. Puterea sunetului depinde de rezonator (cavitate). Cu cât volumul său este mai mic, cu atât este mai mare puterea. Sunete de aceeași putere, dar de înălțimi diferite sunt percepute ca sunete de volume diferite. Trebuie remarcat faptul că puterea sunetului și sunetul nu sunt echivalente, deoarece sunetul este percepția intensității sunetului de către aparatul auditiv al unei persoane.

Durata sunetului(timpul de oscilare) se măsoară în milisecunde. Sunetul are o compoziție complexă. Se compune din tonul și tonurile fundamentale (tonuri de rezonanță).

Ton de bază –  ton generat de vibrațiile întregului corp fizic.

Subtext – un ton parțial generat de vibrațiile părților (jumătate, sfert, opt, etc.) ale acestui corp.

Tonul („ton superior”) este întotdeauna de câteva ori mai mare decât tonul fundamental, de unde și numele acestuia. De exemplu, dacă tonul principal este de 30 Hz, atunci primul avertisment va fi 60, al doilea 90, al treilea 120 Hz etc. Este cauzată de rezonanță, adică sunetul corpului în timpul percepției undei  sonore având o frecvență egală cu cea a corpului.

Timbru – colorare deosebită a sunetului creat de capete. Depinde de raportul dintre ton și tonurile fundamentale. Timbrul vă permite să distingi un sunet de altul, să distingi sunetele diferitelor persoane, vorbirea masculină sau feminină. Timbrul fiecărei persoane este strict individual și unic, ca o amprentă. Uneori, acest fapt este utilizat în criminalistică.

Formant – o suponă amplificată de un rezonator care caracterizează un sunet dat. Spre deosebire de tonul vocal, formantul nu se formează în laringe, ci în cavitatea rezonantă. Prin urmare, persistă chiar și în șoaptă. Cu alte cuvinte, aceasta este banda de frecvență a sunetului care primește cel mai mare câștig datorită influenței rezonatorilor. Folosind formanți, putem distinge cantitativ un sunet de altul. Acest rol este jucat de formanții de vorbire – primii doi formanți cei mai importanți în spectrul sunetului vocal, cel mai apropiat în frecvență de tonul fundamental. Mai mult decât atât, vocea fiecăruia este caracterizată de propriile sale formante vocale. Ele sunt întotdeauna deasupra primelor două formante.

Caracterizarea formantă a consoanelor este foarte complexă și dificil de determinat, însă vocalele cu o anumită fiabilitate pot fi caracterizate folosind primele două formante, care corespund aproximativ semnelor articulatorii (primul formant este gradul de ridicare a limbii, iar al doilea este gradul de avansare a limbii). Trebuie avut în vedere doar faptul că datele cantitative prezentate sunt aproximative, chiar condiționate, din moment ce cercetătorii oferă date diferite, dar raporturile vocale pentru discrepanța numerelor rămân aproximativ aceleași pentru toți.

Caracteristicile de frecvență ale sunetelor sunt mobile, deoarece formantele sunt legate de tonul cel mai scăzut principal și este, de asemenea, modificabil. În plus, în vorbirea live, fiecare sunet poate avea mai multe caracteristici formante, deoarece începutul sunetului poate diferi  de la sfârșit. Este foarte dificil pentru ascultător să identifice sunete izolate de fluxul vorbirii.

Acest articol este protejat de legea drepturilor de autor și aparține Dictie.ro și Paginarium Publishing SRL. Orice preluare a conținutului se poate face doar în limita a 500 de semne, cu citarea sursei și cu link către pagina acestui articol.