Артикуляционные и акустические характеристики звуков. Лингвистический аспект звука речи

Лекции:

Деятельность говорящего завершается созданием звуковых колебаний в виде звуковой волны – речевой сигнал в фонетике. Он относится к последней фазе речепроизводства. Физические свойства этого сигнала изучает акустическая фонетика , основной частью акустической фонетики является акустическая теория . Речевой сигнал представляет собой незначительные колебания воздуха, «путешествуя» по воздуху он достигает барабанных перепонок, заставляет их колебаться и отсюда берет начало сложных процесс слухового анализа.Задача: выявить и описать аэродинамические и акустические процессы, которые происходят в речевом тракте при произнесении звуков. Понимание этих процессов важно, т.к. данные акустики могут объяснить многие особенности акустики.

Основы акустической теории были заложены в ХХ веке. Гельмгольц, Фант: акустическая теория речеобразования, 1964, Фланган.

Положения теории.

1.Сами по себе движения речевых органов звуки не рождают.

2.Роль органов речи состоит в том, чтобы создать в речевом тракте аэродинамические условия для речевых или звуковых колебаний. Здесь речевой тракт как акустическая труба.

Чтобы она издавала звуки необходимы 2 условия:

Создать в ней необходимый поток воздуха и превратить его в колеблющуюся воздушную струю. Поток воздуха создается дыхательной системой.

Осуществление второго условия благодаря голосовым связкам и преградам в надгортанной части речевого тракта.

3 типа источника звуков:

2.Турбулентный – образуются вихревые потоки, вызывают специфический шум, из-за преграду в виде сужения (шипящие, свистящие, фрикативные).

3.Импульсный – преграда в виде смычки.

Учебник Реформатского:

Общей теорией звука занимается раздел физики - акустика . С точки зрения акустики, звук - это результат колебательных движений какого-либо тела в какой-либо среде, осуществляемый действием какой-либо движущей силы и доступный для слухового восприятия.

Акустика различает в звуке следующие признаки:

1. Высоту , что зависит от частоты колебаний: чем выше частота (кол-во колеб. на ед-цу t) колебаний, тем выше звук; чем ниже частота колебаний, тем ниже звук. 1Герц=1колебание/сек).

2. Силу , что зависит от амплитуды (размаха) колебаний (расстояние высшей точки подъема и низшей точки падения звуковой волны); чем больше амплитуда колебания (т. е. чем силь­нее размах), тем сильнее звук.

3. Длительность или долготу ; для языка важна г.о. соотносительная длительность звуков. Так, в русском языке ударные гласные длительнее безударных, но во многих языках под ударением бывают и долгие, и краткие гласные (в немецком, английском, французском, киргизском, туркменском и др.).

4 . Тембр (тембр - от французского timbre - “колокольчик”) звука, т. е. индивидуальное качество его акустических признаков.

Типы звуковых колебаний:

1)периодические (равномерные) , кол-во колебаний на единицу времени не изменяется.

2)непериодические (неравномерные) , количество колебаний на единицу времени меняется.

В рез-тате периодических колебаний возникают тоны (колебания голосовых связок и воздуха, заполняющего полости рта и носа); в рез-те непериодических колебаний возникают шумы (колебания губ, языка, маленького язычка, звуки трения и взрыва у сближенных или сомкнутых органов речи). Тоны имеют абсолютную высоту , шумы обладают лишь относительной высотой , поэтому можно говорить о более высоких и низких шумах, но определить абсолютную высоту шума нельзя.

Резонанс возникает в замкнутой воздушной среде. Благодаря наличию резонатора тон усиливается и обогащается наслаивающимися на него гармоническими обертонами (обертон - от немецкого Oberton - “верхний тон”), более высокими тонами.

Тембр звука - явление, содержащее в себе основной тон и шум (или их комбинацию), гармонические обертоны (если есть основной тон) и резонаторные тоны.

Акустически звуки речи разделяются на сонорные (звучные) и шумные . Сонорные определяются резонаторными тонами, шумы в них или вовсе не присутствуют (гласные), или участвуют минимально (например, в р - разного типа); в шумных (а это только согласные) тембр определяется характером данного шума.

Крайние точки по сонорности - гласная [а] и шумная согласная [п]. Характерное для [а] звучание состоит из чисто тонального эффекта, т. е. определяется только данным резонаторным тоном, шумов в [а] нет, для звука [п] тональные эффекты сведены к нулю; то же, что характеризует тембр [п], состоит именно в характерном шуме взрыва сомкнутых губ, а голос в образовании звука [п] не участвует.

Между этими двумя полюсами - чисто тональных звуков типа гласного [а] и далее в убывающем по сонорности порядке (благодаря уменьшающемуся раствору рта) [э], [о], [и], [у] и чисто шумовых , типа глухого, мгновенного шумного [п] - находятся звуки, переходные от сонорных к шумным: в пределах сонорных - сонорные согласные [м], [н], [л], [р], [и], [w], а в пределах шумных - звонкие шумные длительные, как [в], [з], [ж], и мгновенные, как [б], [д], [г], глух и е шумные длительные, как [ф], [с], [ш], [х], и мгновенные, как [п], [т], [к]. Таким образом, акустически гласные выделяются как чисто тональные звуки.

ФОНЕТИЧЕСКАЯ ТРАНСКРИПЦИЯ. ПРИНЦИПЫ ФОНЕТИЧЕСКОЙ ТРАНСКРИПЦИИ

Для более точной передачи звучащей речи на письме используют фонетическую транскрипцию - особую систему, основанную на единообразных отношениях между звуками и буквами: каждый звук обозначается одним, притом одним и тем же знаком; каждый знак всегда обозначает один и тот же звук.
В основе русской фонетической транскрипции лежит русский алфавит, за исключением букв е, ё, ю, я, щ, й, которые не соответствуют принципам транскрипции. Особое звуковое значение имеют буквы Ъ и Ь: они обозначают краткие редуцированные звуки.

Для обозначения русских гласных звуков используются следующие знаки: а, э, о, и, ы, у, и, е. Для обозначения русских согласных - б, п,в, ф, к, г, д, т, з, с, л, м, н, р, х (и их мягкие варианты), ж, ш, ц. Кроме того, в русской транскрипции для обозначения среднеязычного палатального согласного используют букву из латиницы - j, а звонкий заднеязычный фрикативный в словах двухгодичный обозначается у. Дополнительные особенности звуков отмечаются специальными дополнительными (диакритическими) значками: мягкость - апострофом или знаком минуты [сэт"]; ударность - знаком ударения: акутом - основное (/); грависом - побочное, второстепенное (\); долгота - горизонтальной чертой над знаком - отдать; краткость - дужкой под знаком; слоговый характер согласного - ло^ро; носовой характер согласного - о~.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗВУКОВ РЕЧИ

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.

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.

Акустические свойства звуков речи

Глава I. Фонетика и фонология

Определение фонетики как науки. Разделы фонетики

Фонетика (от греч. phone - звук) - это наука о звуковом строе языка. Термином фонетика называется и сам звуковой строй языка.

Разделы фонетики:

1) описательная фонетика - изучает звуковой строй языка на одном из этапов его развития;

2) историческая фонетика - изучает историю звукового строя;

3) экспериментальная фонетика - изучает звуки речи при помощи специальных технических средств, позволяющих более точно описать звуковые единицы речи.

Фонология - учение о фонеме как единице языка, т. к. звук - единица речи. Фонема – это абстрактная единица.

Общая характеристика звука

Звук - это явление материального характера. Он воспроизводится органами речи и воспринимается органами слуха. Звук определяется как минимальная, далее не делимая звуковая единица, произносимая за одну артикуляцию.

Звук речи изучается в 3 аспектах:

1) биологическом (физиологическом) - связан с изучением артикуляции звуков речи органами речевого аппарата;

2) физическом - связан с изучением звуков речи с акустической точки зрения, т. к. звук речи - это результат колебательного движения голосовых связок;

3) социальном (функциональном) - связан с изучением звуков речи с точки зрения их функции в языке.

Акустические свойства звуков речи

С акустической точки зрения звук характеризуется 3 основными признаками:

1) высота - зависит от частоты колебаний: чем меньше частота колебаний, тем ниже звук; единица частоты - герц; человеческое ухо способно воспринимать от 16 до 20 тыс. герц; ниже этого предела возникает инфразвук, выше этого предела возникает ультразвук; высота звука речи зависит от длины голосовых связок: чем длиннее голосовые связки, тем ниже звук;

2) сила звука определяется амплитудой колебания, а также высотой звука: более низкие звуки сильнее, чем более высокие;

3) длительность звука зависит от продолжительности колебаний во времени.

Колебания могут совершаться ритмично, т. е. число колебаний в единицу времени не меняется; в результате ритмичных колебаний возникает тон звука; тон образуется при произнесении гласных звуков; если колебания совершаются неритмично , т. е. число колебаний меняется в единицу времени, то возникает шум ; шум образуется при произнесении согласных звуков.

При произнесении звуков на основные колебания накладываются дополнительные колебания - обертоны . От количества обертонов, их различий по высоте и силе зависит тембр звука. Тембр - это окраска звуков. Различный тембр звуков создается благодаря различной форме и величине резонаторов. Резонаторами в речевом аппарате являются полости глотки, рта и носа.

Полость рта - изменяемый резонатор. Он изменяет форму благодаря губам и языку.

Полости глотки и носа - неизменяемые резонаторы.

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.