Электронное ухо исследует резонаторы

Электронное ухо исследует резонаторы
Если во время речи или пения приложить ру ку к груди или гортани, то можно
ощутить ясно выраженное мелкое дрожание этих поверхностей. Явление это часто
называют «голосовым дрожанием» или "грудным дрожанием», если дело касается
дрожания грудной клетки. В старых учебниках физиологии дрожание грудной клетки
известно под термином fremitus pectorales. Условимся называть эти дрожательные
колебания поверхности голосового аппарата вибрационными колебаниями или просто
вибрацией и не будем смешивать этот термин с термином вибрато певческого голоса,
обозначаю щим, как мы у же знаем, совсем другое явление.
Каковы же происхождение и сила этих вибрационных колебаний? Каковы их
особенности в разных участках голосового тракта, и, наконец, что дает певцу ощущение
этих вибрационных колебаний во время пения?
Обычно происхождение вибрационных колебании вокальные педагоги связывают с
явлением резонанса в полостях голосового тракта. Что это так и есть, было показано
опять-таки еще Гельмгольцем. Если резонатор резонирует, то стенки его приходят в
сотрясение, соколебание с воздушной массой резонатора. Вибрация стенок резонатора, по
предложению Гельмгольца. легко обнаруживается довольно простым способом: маленький
сургучный шарик. подвешенный на ниточке и касающийся стенки резонатора. заметно
отпрыгивает, как только резонатор начинает резонировать. Поэтому вокальные педагоги,
конечно, правы. когда судят о грудном резонансе по силе грудного дрожания, а о
резонансе в верхних полостях — по вибрации лицевых частей. Ну жно, конечно, при этом
учитывать, что вибрационные колебания могут распространяться от источника этих
колебаний — гортани —- непосредственно и по твердым тканям нашего тела. Зависят
вибрационные колебания и от свойств тканей резонаторов; толстые и мягкие стенки
поглощают вибрационные колебания больше, а тонкие - меньше
Если судить о силе вибрационных колебаний, прикладывая к груди или гортани
ру ку, как это делают сами певцы, то это оказывается не очень-то объективным и точным
методом оценки работы резонаторов.
Каким же тогда путем исследовать резонаторы? Говорят, что великие скрипичные
мастера прошлого — Страдивари и Гварнери — при изготовлении скрипки постоянно
высту кивали и выслушивали ее корпу с, стараясь определить, как он резонирует. А почему
бы и нам не воспользоваться для выслушивания резонаторов певца нашим собственным
ухом, вооружив его для надежности, например, фонендоскопом, каким пользуется врач при
выслушивании больного? Как, вероятно, читателю ясно, метод фонендоскопа здесь
неприменим, так как сильный внешний зву к голоса певца помешал бы нам услышать
значительно ослабленные тканями тела зву ки вну три голосового тракта. Недаром же врач
при выслушивании больного просит тишины! Как же быть в таком случае? Вот здесь-то
нам на помощь и приходит современная электрофизиологическая техника исследования.
Чтобы объективно и точно исследовать силу и форму вибрационных колебаний
резонаторов певца, мы применили специальные виброчувствительные элементы —
вибродатчики, изготовленные примерно по такому же принципу, как и головки адаптеров в
современных радиолах или как, например, ларингофоны, употребляемые летчиками для
переговоров с землей (Морозов, 1959), Основой этих датчиков слу жит кристалл сегнетовой
соли, так называемый пьезокристалл, обладающий чудесным свойством генерировать,
производить электрические колебания, пропорциональные его сотрясениям. Поэтому
кристаллы
эти,
в
сущности,
представляют
собой
своеобразные
миниатюрные
электростанции. Будучи приложены к вибрирующей поверхности, например к грудной
клетке певца или к верхним резонаторам, они преобразуют механические вибрационные
колебания тела в электрические колебания соответству ющей силы и частоты. Важно заметить, что эти вибродатчики сконструированы таким образом, что они практически
оказываются «глухими» к окру-жающ;им зву кам при очень хорошей чувствительности к
вибрации. Вот это-то свойство «электронных ушей» и оказывается для нас очень ценным:
благодаря ему мы и можем подслушать, что творится в различных участках голосового
тракта певца во время пения, узнать, как работают различные резонаторы. Для этого нам
достаточно приложить вибродатчик к резонатору и записать сигналы от него на
магнитофонную ленту. Давайте теперь включим магнитофон и послушаем магнитную
запись резонаторов. Слышится легкий, звенящий, очень богатый высокими обертонами
зву к. Все гласные и согласные отчетливо
прослушиваются.
Слова
арии
хорошо
разби раются. Это звучат верхние резонаторы певца, которые мы выслушиваем через ткани
лицевой поверхности. Недаром же верхние резонаторы часто называют форматорами
гласных. В этом мы легко убеждаемся, выслушивая изолированное звучание верхних
резонаторов.
А вот глухой, массивный звук, похожий на гудение. Гласные почти невозможно
различить, настолько они похожи друг на друга, слова не разобрать. Это мы поместили
наше «электронное ухо» на поверхность грудной клетки певца, его грудного резонатора,
или, как говорят, ренфор-сатора, т. е. усилителя зву ка. Звуки же, «снятые» с области
гортани, отличаются резкостью и сильно выраженным гортанным тембром.
Рис. 32.
Различные конструкци и пьезокристаллических
вибродатчи ков для исследования в ибрации
резонаторов у человека.
Для регистрации работы резонаторов вибродатчики можно комбинировать не только
с магнитофоном, но и с другими регистрирующими приборами, например с
осциллографами, подобными тем, которые применяются для регистрации кардиограммы,
или со спектрометром. Засняв спектрограммы, мы убеждаемся, что в вибрационных
колебаниях верхнего резонатора содержится большое число высоких обертонов, в то
время
как
в
колебаниях грудного резонатора преобладают низкие частоты, главным
образом лежащие в области низкой певческой форманты (рис. 33). Последнее
обстоятельство позволяет подозревать, что низкая певческая форманта связана по своему
происхождению с грудным резонатором, а не с глоткой, как иногда считается.
Рис. 33.
Спектры вибрации верхних резонаторов в области
лицевых костей черепа (2) и грудного резонатора на
середине грудины (3) в сравнении со спектром звука
голоса ( 1 ) . (Бас, квалифицированный Певец, гласный
А, нота do1).
Исследования вибрации резонаторов при помощи вибродатчиков показали,
что у хороших певцов стенки ре донаторов вибрируют очень сильно. Воздействуя
на ткани нашего
тела,
вибрация
вызывает
у
нас
своеобразные вибрационные
ощущения.
Иногда считается, что эта вибрация резонаторов является бесполезной тратой
аку стической энергии голосового аппарата, идущей на «раскачку » костно-мышечных
тканей. Может быть, с точки зрения чистой механики это утверждение и имеет некоторые
основания. Однако с точки зрения физиологии согласиться с таким у тверждением нельзя.
В настоящее время твердо доказана важнейшая роль восприятия этих вибрационных
колебаний чу вствительными нервными окончаниями и влияние их на механизмы
регулирования голосовой фу нкции певца. Подробнее об этом рассказывается в разделах
«Слушание через кожу », «Что такое „маска"?» и «Обратные связи голоса».