Электронное ухо исследует резонаторы

Электронное ухо исследует резонаторы
Если во время речи или пения приложить руку к груди или гортани, то можно
ощутить ясно выраженное мелкое дрожание этих поверхностей. Явление это часто
называют «голосовым дрожанием» или "грудным дро жанием», если дело касается
дрожания грудной клетки. В старых учебниках физиологии дрожание грудной клетки
известно под термином fremitus pectorales. Условимся на зывать эти дрожательные
колебания поверхности голосо вого аппарата вибрационными колебаниями или просто
вибрацией и не будем смешивать этот тер мин с термином вибрато певческого голоса,
обозначаю щим, как мы уже знаем, совсем другое явление.
Каковы же происхождение и сила этих вибрационных колебаний? Каковы их
особенности в разных участках го лосового тракта, и, наконец, что дает певцу ощущение
этих вибрационных колебаний во время пения?
Обычно происхождение вибрационных колебании во кальные педагоги связывают с
явлением резонанса в по лостях голосового тракта. Что это так и есть, было пока зано
опять-таки еще Гельмгольцем. Если резонатор резо нирует, то стенки его приходят в
сотрясение, соколебание с воздушной массой резонатора. Вибрация стенок резона тора, по
предложению Гельмгольца. легко обнаруживается довольно простым способом: маленький
сургучный шарик. подвешенный на ниточке и касающийся стенки резонатора. заметно
отпрыгивает, как только резонатор начинает ре зонировать. Поэтому вокальные педагоги,
конечно, правы. когда судят о грудном резонансе по силе грудного дрожа ния, а о
резонансе в верхн их полостях — по вибрации лицевых частей. Нужно, конечно, при этом
учитывать, что вибрационные колебания могут распространяться от источ ника 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, прикла дывая к груди или гортани
руку, как это делают сами певцы, то это оказывается не очень -то объективным и точным
методом оценки работы резонаторов.
Каким же тогда путем исследовать резонаторы? Гово рят, что великие скрипичные
мастера прошлого — Страдивари и Гварнери — при изготовлении скрипки постоянно
выстукивали и выслушивали ее корпус, с тараясь определить, как он резонирует. А почему
бы и нам не восполь зоваться для выслушивания резонаторов певца нашим собственным
ухом, вооружив его для надежности, напри мер, фонендоскопом, каким пользуется врач при
выслушивании больного? Как, вероятно, читателю ясно, метод фонендоскопа здесь
неприменим, так как сильный внеш ний звук голоса певца помешал бы нам услышать
значительно ослабленные тканями тела звуки внутри голосового тракта. Недаром же врач
при выслушивании больного просит тишины! Как же бы ть в таком случае? Вот здесь -то
нам на помощь и приходит современная электро физиологическая техника исследования.
Чтобы объективно и точно исследовать силу и форму вибрационных колебаний
резонаторов певца, мы приме нили специальные виброчувствительные элементы —
вибродатчики, изготовленные примерно по такому же принципу, как и головки адаптеров в
современных радиолах или как, например, ларингофоны, употребляемые лет чиками для
переговоров с землей (Морозов, 1959), Основой этих датчиков служит кристалл сегнетовой
соли, так называемый пьезокристалл, обладающий чудес ным свойством генерировать,
производить электрические колебания, пропорциональные его сотрясениям. Поэтому
кристаллы
эти,
в сущности,
представляют собой
своеоб разные
миниатюрные
электростанции. Будучи приложены к вибрирующей поверхности, например к грудной
клетке певца или к верхним резонаторам, они преобразуют ме ханические вибрационные
колебания тела в электрические колебания соответствующей силы и частоты. Важно заме тить, что эти вибродатчики сконструированы таким обра зом, что они практически
оказываются «глухими» к окру -жающ;им звукам 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 ра ботают 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
звук. Все гласные и согласные от четливо
прослушиваются.
Слова
арии
хорошо
разби раются. Это з вучат верхние резонаторы певца, которые мы выслушиваем через ткани
лицевой поверхности. Неда ром же верхние резонаторы часто называют форматорами
гласных. В этом мы легко убеждаемся, выслушивая изо лированное звучание верхних
резонаторов.
А вот глухой, мас сивный звук, похожий на гудение. Гласные почти невозможно
различить, настолько они по хожи 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 звука. Звуки же, «снятые» с об ласти
гортани, отличаются резкостью и сильно выражен ным гортанным тембром.
Ри с. 3 2.
Ра зли чные ко нстр укц ии п ьезо кр и ста лли ческих
ви бр о да тчи ко в для и сследо ва ни я ви бра ц ии
р езо на то ро в у чело века .
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. За сняв спектрограммы, мы убеждаемся, что в вибрацион ных
колебаниях верхнего резонатора содержится большое число высоких обертонов, в то
время как в колебаниях грудного резонатора преобладают низкие частоты, глав ным
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 ви бродатчиков 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 резонат оров является бесполезной тратой
акустической энергии голо сового 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 согла ситься с таким утвер ждением нельзя.
В настоящее время твердо доказана важ нейшая роль восприятия этих вибрационных
колебаний чувствительными нервными окончаниями и влияние их на механизмы
регулирования голосовой функции певца. Под робнее об этом рассказыв ается в разделах
«Слушание через кожу», «Что такое „маска"?» и «Обратные связи го лоса».