А в голосовом аппарате резонируют голосовые связки...
С чем резонируют связки?..
Не, про голосовой аппарат со мной спорить не надо Это довольно темный лес, там переплетаются физика и физиология, там водится множество свирепых суеверий, и ко всему прочему ученые еще друг с другом не договорились по поводу некоторых моментов. Я не хочу углубляться в описание работы голосового аппарата. Конечно, полной аналогии с флейтой нет. Ему вообще нет аналогов среди искусственных инструментов.
Но это тем не менее духовой инструмент с соответствующей акустической базой: есть поток воздуха, есть генератор колебаний, есть резонатор/система резонаторов. На этом уровне можно сравнивать с другими духовыми.
Конечно, можно не сравнивать. Это уж мой личный интерес примешался.
Тогда можно не грузиться вопросом о том, почему после вдыхания гелия голос становится не намного выше, и можно пока не отменять физику. Но хорошо бы все-таки проделать соответствующий эксперимент с флейтой - полное заполнение трубы гелием, и посмотреть по тюнеру, насколько сместится строй.
Связки имеют свою собственную частоту, как язычек язычковых инструментов или струна струнных инструментов. Только связки все время (динамически) перенастраиваются. Гортань и ротовая полость выполняют роль резонатора подобно корпусу гитары и задают формантный окрас (спектр). Сравнивать голос с флейтой - неправильно в корне.
Связки имеют свою собственную частоту, как язычек язычковых инструментов или струна струнных инструментов.
Если что-то колеблется, то оно имеет частоту колебаний.
Вопрос: фиксированную или нет?
Если нет, то это шум.
Если фиксированную - то как она обеспечивается?
"Это элементарно, Ватсон". Так же как язычек и струна связки имеют упругость и массу. Частота определяется именно ими. У связок есть масса и упругость, заданная напряжением мышц. Связки (тренерованные) сами по себе умеют изменять собственную резонансную частоту в пределах нескольких октав при практически одинаковом потоке воздуха.
Ей Богу, становится уже даже не интересно...
"Это элементарно, Ватсон". Так же как язычек и струна связки имеют упругость и массу. Частота определяется именно ими. У связок есть масса и упругость, заданная напряжением мышц. Связки (тренерованные) сами по себе умеют изменять собственную резонансную частоту в пределах нескольких октав при практически одинаковом потоке воздуха.
Ей Богу, становится уже даже не интересно...
Нет, мне очень интересно.
Во-первых, с чем все-таки резонируют связки, если у них есть резонансная частота?
Во-вторых.
Голосовые связки - это анатомически складки мягких тканей, в спецлитературе их часто так и называют - голосовые складки. Там внутри мышцы, нервы и сосуды. На низких звуках связки ненапряженно сомкнуты по всей длине. Длина голосовых связок взрослого человека от 1,5 до 2,5 см. Вопрос: какой жесткостью/упругостью должны обладать голосовые складки длиной 2 см (мои), чтобы я могла спеть низкую для меня ноту ля малой октавы?
Иначе говоря, из чего ты сделаешь струну и чем будешь ее дергать, чтобы при длине 2 см получить ля малой?
Натянутые связки сами представляют резонансную систему с собственной частотой, соответствующей натяжению и форме. Возмущение вызывает поток воздуха, вызывая в системе колебания (нарушая равновесное состояние), а колебания автоматически выстраиваются в резонансную частоту. Струна же резонирует соответственно своему натяжению или длине. При постоянной длине можно просто увеличивать или уменьшать натяжение . Струна в 2 см может колебаться и на малой частоте, если натянута очень слабо (ну флаги-то полощутся на ветру при очень маленькой частоте). Вообще голосовой аппарат - очень сложная система.
Связки представляют собой еще и диафрагму, динамически регулирующую акустический импенданс (сопротивление), поэтому в полости гортани так же могут выстраиваться собственные резонансные частоты. Нёбо - тоже динамически поднимается/опускается - свои резонансы. Помимо связок еще язык, зубы, губы. Причем губы-зубы-язык являются динамической сурдиной, очень быстро модулирующей выходное акустическое сопротивление всей системы.
Существует еще интерференция звуковых волн, при которой имеет место эффект сложения и вычитания звуковых волн... Т.е. возникает эффект биений на суммарных и вычитаемых частотах - "квазиколебания".
Поэтому частота внутри голосового аппарата может действительно очень сильно варьировать. Это совсем не похоже на флейту...
Последний раз редактировалось Jivatman; 18.01.2012 в 10:20..
Извините.
Но физика -не лирика.
Струна - отрезок , жёстко закреплённый с двух сторон.
Струна 2 см. длиной не может колебаться с СОБСТВЕННОЙ частотой Ля малой.
Потому что есть определённая зависимость между упругостью и амплитудой и длинной волны.
На таком отрезке мы можем получить обертон — ЛЯ надцатой октавы.
Как получить ля малой?
1. Поместив этот отрезок внутрь резонатора соответствующего размера мы можем расчитывать услышать Ля малой за счёт резонанса.
2. Заставив колебаться этот отрезок , воздействуюя на него электромагнитным полем с частотой Ля малой. Это формально конечно.Отрезок совершает ВЫНУЖДЕННЫЕ колебания. Мы лишь озвучиваем колебания электромагнитного поля.
Строго говоря, чтобы отрезок 2 см. издавал звук Ля малой он ВЕСЬ ( и его середина и его края) должен совершать совершать сложное движение, такое же , как соответствующий 2х сантиметровый отрезок струны Ля малой.
Например варган колеблется как отрезок струны возле одного из закреплённых концов.
Зкук Ля малой можно получить на варгане 2х сантиметров, только он будет очень тихий и не продолзжительный ( упругость, амплитуда,длина волны)
Голосовые связки...
Возьмите шарик -сосиску, отрежте 2-3 см и получите аналог голосовых связок.
Колебания шарика очень отличаются от колебания струны.
Звук сдесь получается не только из за поперечных колебаний голосовой связки но и потому, что просходят «скачки давления и разряжения в воздушном столбе воздуха , проходящего в КАНАЛЕ ,образованном связками и горлом.
Ну например как если засосать кусок тряпки в трубу пылесоса. Наверняка наблюдали такое.
Дуньте в эту «трубку — шарик» и получите гамму звуков. Натягивая с разной силой получаем звук разного спектра.
Дело ещё и в том, что голосовая связка колеблется не только в середине, как струна , но и края тоже совершают сложные колебательные движения.
Вот так я себе это представляю.
Извините.
Но физика -не лирика.
Струна - отрезок , жёстко закреплённый с двух сторон.
Струна 2 см. длиной не может колебаться с СОБСТВЕННОЙ частотой Ля малой.
Это большая ошибка... Голосовые связки именно звучат, на заданной ими частоте. Губы также начинают вибрировать на своей частоте, если вы их плотно сожмете и сильно дунете (трубный звук). Вибрируют при этом сами губы... Со связками - то же самое...
Вы упираетесь все время в одну и ту же стену... Гармоники, струна... Помимо струны еще бывают мембраны... По-поводу 2см - простой пример (очень надеюсь, что он подойдет): язычки в баяне/гармони/аккордеоне имеют примерно такую длину. Там эти самые "струны" - плоские и закреплены только с одного конца. При таком креплении колебания происходят полуволной, т.е. полная волна - в два раза длиннее, а частота в два раза ниже... Ля малой - легко, даже ниже... Ну чем связки хуже? Еще есть такая вещь, как Варган - аналогично - всего несколько сантиметров язычка, хотя и больше 2 см... Бывают с очень низким звуком. (G - 98 Герц - подойдет?... )
Может быть возникнут возражения: струна - это "с двух концов"... Это частный случай. Достаточно жесткая и "тяжелая" струна может быть закреплена одним концом и прекрасно звучать на очень низких частотах... Хотя может быть и довольно тихо (без резонатора/усилителя). Но камертон, например, сам по себе тоже довольно тихо звучит - и ничего, пользуемся... Можно к уху поднести, можно к темечку приложить - звенит, как миленький... Там, кстати, размеры тоже не очень большие (ля 1). Взять материал менее упругий или более тяжелый и будет Ля малой... Те же несколько см.
Последний раз редактировалось Jivatman; 18.01.2012 в 12:46..
P.S. По-поводу "травмирования" голосовых связок при высоком звуке... Ну вообще-то народ играет и на бересте (очень непрочный материал)... Ничего - выдерживает очень высокие ноты (связкам не чета)... Все зависит насколько широкий воздушный проход - в очень узком (а связки умеют его сужать очень сильно) возрастает скорость потока и края связок (а они - очень тонкая мембрана) могут вибрировать на весьма высокой частоте.
Это довольно темный лес, там переплетаются физика и физиология, там водится множество свирепых суеверий, и ко всему прочему ученые еще друг с другом не договорились по поводу некоторых моментов. Я не хочу углубляться в описание работы голосового аппарата. Конечно, полной аналогии с флейтой нет. Ему вообще нет аналогов среди искусственных инструментов.
Комбинированный вид
