Изменение высоты и тембра голоса

Для того чтобы получить звук, вы должны натянуть голосовые складки и сжать голосовую щель. Если в момент выдоха щель закрыта (или почти закрыта), то под ней нарастает давление воздуха и, когда ваши голосовые складки не смогут сдерживать возросшего давления воздуха, они раздвинутся. Молекулы резко освободившегося воздуха врываются в расположенную над голосовыми складками полость. Выпустив сжатый воздух, голосовые складки возвращаются в прежнее закрытое состояние. Раз за разом, сжимаясь и разжимаясь, ваши голосовые складки создают звуковые волны, и частота этих колебательных движений соответствует высоте издаваемого тона.

Выдыхаемый через гортань воздух вызывает колебание голосовых складок, натянутых, как струны, в результате чего возникает звук. В отличие от музыкальных инструментов, в гортани изменяется и степень натяжения «струн», и величина и форма резонирующих полостей, в которых циркулирует воздух, что достигается сокращением мышц ротовой полости, языка, глотки и самой гортани.

Высота издаваемого звука определяется как число колебаний голосовых складок в 1 секунду (1 герц, Гц – это одно колебание в секунду). При этом голосовые складки способны приходить в колебательные движения не только целиком, всей своей массой, но и отдельными участками. Только этим можно объяснить то, что одни и те же голосовые складки могут колебаться с различной частотой: примерно от 80 до 10 000Гц и даже больше.

Высота голоса зависит от положения гортани и частоты колебаний голосовых складок, которая, в свою очередь, находится в зависимости от длины, толщины и напряжения голосовых складок.

Изменение высоты голоса обеспечивается работой мышечного аппарата гортани. Чем выше поднимается гортань, тем выше голос. Чем длиннее голосовые складки, чем они толще и чем меньше напряжены, тем ниже звук голоса. При произнесении низких звуков натяжение голосовых складок невелико, дальнейшее снижение тона происходит за счёт увеличения их толщины. Повышение высоты звука достигается трёхступенчатым механизмом: увеличением натяжения голосовых складок, укорочением колеблющейся части голосовых складок, усилением натяжения уже укороченных голосовых складок. Когда же наступает предел натяжению и укорочению колеблющихся отрезков голосовых складок, вступает в действие механизм фальцета, который получается путём колебания лишь краёв складок, и при этом гортань находится гораздо выше её обычного положения.

Высота голоса контролируется длиной и натяжением связок: вот почему у мужчин, которые имеют большие гортани и длинные, слабо натянутые связки, голоса ниже, чем у женщин. Частота основного тона мужского голоса обычно находится в диапазоне от 80 до 240 герц (Гц), а женского – от 140 до 500 Гц. У детей голосовые складки ещё короче и тоньше, поэтому диапазон детского голоса находится в интервале 170-600 Гц. Наиболее широкий частотный диапазон голоса у оперных певцов: бас 65-250 Гц; баритон 100-350 Гц; тенор 120-500 Гц; контральто 150-800 Гц; меццо-сопрано 200-900 Гц; сопрано 250-1000 Гц; колоратурное сопрано 270-1350 Гц.

Наряду с основным тоном в гортани образуются и добавочные тоны (обертоны), количество и сила звучания которых зависят от особенностей строения гортани. Полости рта и носа, куда попадает воздух, выходящий из гортани, не могут изменить высоту звука. Являясь верхним резонатором, они усиливают лишь некоторые тоны гортанного звука. Определённое сочетание обертонов и обусловливает индивидуальную «окраску» голоса или тембр, наличие которого позволяет узнавать людей по голосу. Неповторимость его можно сравнить с неповторимым узором пальцев. Во многих странах мира запись человеческого голоса считается неоспоримым юридическим документом, подделать который невозможно. Хотя, в определённых пределах, мы и можем повлиять на тембр своего голоса, меняя положение щёк, языка, нёба и губ.

Складки могут изменять свою длину, толщину и колебаться частями, что придаёт голосу разнообразные окраски. Окраске голоса способствует и то обстоятельство, что полость глотки может изменять свой объём и форму, а мягкое нёбо имеет большую подвижность и может изменять направление движения звуковых колебаний в полости рта и носа. Таким образом, желая произнести звук определенной высоты, человек, сокращая определенным образом гортанные мышцы, рефлекторно или целенаправленно придает голосовым складкам необходимую длину и напряжение, а верхним резонаторам — определенную форму.

На тембр голоса влияет и резонансный баланс, то есть, пространство тела, по которому движутся звуковые волны, особенно грудь, горло, нос, лицо и рот. Размер этих органов и то, как они используются при передаче звука, может оказывать огромное влияние на качество произносимых звуков. Изменение резонансного баланса создает иллюзию изменения тона голоса. Например, Маргарет Тэтчер во время выступлений часто использовала резонанс в задней части глотки, что делало её голос более красивым и создавало впечатление, что он ниже, чем на самом деле. Чтобы добиться такого изменения голоса, необходимо было много упражняться.

В зависимости от участия тех или иных мышц в дыхательных движениях выделяют: грудной, брюшной и смешанный тип дыхания и голосообразования. Ряд звуков, сходных по механизму образования и характеру звучания, называют регистром. Различают три регистра голоса: грудной, головной, и смешанный. При грудном регистре резонирует грудная клетка, стенки которой дают ясно ощутимую рукой вибрацию. Головной регистр характеризуется головным резонансом, который можно обнаружить в виде вибраций черепа, положив руку на темя. Смешанный голос богаче обертонами, чем головной, но беднее чем грудной голос. Например, в пении используются все три регистра голоса, в разговорной же речи - преимущественно смешанный.