Голосообразование (фонация)
Механизм голосообразования. При обычном дыхании голосовая щель широко раскрыта и имеет форму равнобедренного треугольника, основание которого обращено кзади (к черпаловидным хрящам), а вершина — кпереди (к щитовидному хрящу). Вдыхаемый и выдыхаемый воздух при этом беззвучно проходит через широкую голосовую щель (рис. 65).
Рис. 65. Горловая щель нормальной гортани: А — при фонации; Б — при дыхании (вдох)
При фонации истинные голосовые связки находятся в сомкнутом состоянии. Струя выдыхаемого воздуха, прорываясь через сомкнутые голосовые связки, несколько раздвигает их в стороны. В силу своей упругости, а также под действием мышц, суживающих голосовую щель, связки возвращаются в исходное, т. е. срединное, положение, с тем чтобы в силу продолжающегося давления выдыхаемой воздушной струи снова раздвинуться в стороны, и т. д. Таким образом, при фонации происходят колебания голосовых связок. Эти колебания совершаются в поперечном, а не продольном направлении, т. е. связки перемещаются кнутри и кнаружи, а не кверху и книзу (рис. 66).
Рис. 66. Схема действия голосовых складок: А — при дыхании; Б — при голосообразовании; В — при фальцете (стрелки указывают направление колебаний голосовых складок)
Колебания голосовых связок при фонации можно сравнить с колебаниями пружинных язычков органной трубы (рис. 67). Под действием пружин язычки плотно прижимаются друг к другу. Нагнетаемая мехом струя воздуха попадает в трубу и давит снизу на язычки. Уступая этому давлению, язычки расходятся в стороны и пропускают часть воздуха наружу. Тогда давление на язычки снизу несколько уменьшается и они вновь прижимаются под действием пружин друг к другу. Воздух продолжает поступать из меха в трубу, и весь цикл повторяется снова. Размыкания и смыкания язычков вызывают периодические сгущения и разреживания воздуха в верхней части трубы, т. е. создают воздушные волны, которые воспринимаются как звук определенной силы и высоты.
Рис. 67. Схема язычковой трубы
Подобным же образом колеблются и голосовые связки. В результате их колебаний движение струи воздуха, текущей по трахее под давлением, превращается над голосовыми связками в колебания частиц воздуха. Эти колебания, передаваясь в окружающую среду, воспринимаются слуховым органом как звук голоса.
При каждом расхождении голосовых связок во время их колебаний при фонации прорывается очень небольшое количество воздуха. Поэтому давление поступающей в окружающую среду звуковой волны ничтожно по сравнению с давлением свободно выдыхаемой воздушной струи. В этом можно убедиться посредством очень простого опыта: при обычном выдохе поднесенная ко рту полоска бумаги сильно отклоняется вперед, а при фонации даже легкая пушинка возле рта остается совершенно неподвижной.
Механизм шепота. Если во время звукопроизнесения смыкание голосовых связок происходит без участия поперечной черпаловидной мышцы, то голосовые связки смыкаются не на всем своем протяжении: в задней части между ними остается щель в форме маленького равностороннего треугольника (рис. 68), через которую проходит выдыхаемая струя воздуха. Голосовые связки при этом не колеблются, но трение струи воздуха о края треугольной щели вызывает шум, который и воспринимается в виде шепота. Следует отметить, что, в отличие от обычной голосовой речи, шепотное произнесение может осуществляться не только на выдохе, но и на вдохе.
Рис. 68. Положение голосовых связок при шепоте
Механизм фальцета. Фальцетом (от итал. falsetto — фистула, тонкое звучание) называется неестественно высокий мужской голос. Механизм образования фальцета состоит в том, что голосовые связки колеблются не по всей своей толщине, а лишь тонкими краями, причем колебания совершаются не в поперечном, а в продольном направлении, т. е. вверх и вниз. При фальцетном звуке голосовые связки смыкаются не полностью и между ними остается веретенообразная щель (рис. 69).
Рис. 69. Положение голосовых связок при фальцете
Сила, высота и тембр голоса. Как и звуки другого происхождения, голос обладает силой, высотой и тембром.
Сила голоса зависит в основном от амплитуды (размаха) колебаний голосовых связок, которая определяется величиной воздушного давления, т. е. силой выдоха. При большем наполнении легких воздухом и при большей интенсивности выдыхания получается и более громкий голос. Однако во всех случаях голос, возникающий в гортани, относительно слаб. Значительное влияние на силу голоса оказывают резонаторные полости надставной трубы (глотка, полость рта, носовая полость), которые являются усилителями звука.
Высота голоса зависит от частоты колебаний голосовых связок, которая, в свою очередь, находится в зависимости от длины, толщины и напряжения голосовых связок. Чем длиннее голосовые связки, чем они толще и чем меньше напряжены, тем ниже звук голоса. Изменение высоты голоса обеспечивается работой мышечного аппарата гортани. При произнесении (или пении) низких звуков натяжение голосовых связок невелико (натягивающая голосовую связку перстне-щитовидная мышца не работает); активна голосовая (щито-черпаловидная) мышца, которая при своем сокращении становится толще и тем самым увеличивает толщину голосовой связки. Повышение звука достигается увеличением натяжения голосовых связок посредством сокращения перстне-щитовидной мышцы. Этот механизм действует, однако, лишь до известного предела. После максимального сокращения перстне-щитовидной мышцы дальнейшее увеличение натяжения голосовых связок невозможно. Тогда начинает действовать другой механизм — укорочение колеблющейся части голосовых связок. Это достигается посредством сокращения поперечной мышцы, которая плотно прижимает черпаловидные хрящи друг к другу, вследствие чего задние концы голосовых связок лишаются возможности колебаться. Колеблется только передняя часть голосовых связок, которые, укоротившись, как прижатые пальцем струны скрипки, начинают издавать более высокий звук. Для дальнейшего повышения голоса вновь начинает усиливаться натяжение уже укороченных голосовых связок. Когда же наступает предел натяжению и укорочению колеблющихся отрезков голосовых связок, вступает в действие механизм фальцета.
Частота колебаний голосовых связок обусловливает высоту основного тона. Наряду с основным тоном в гортани образуются и добавочные тоны, или обертоны, количество и сила звучания которых зависят от особенностей строения гортани, а также от величины и формы резонаторных полостей надставной трубы (глотки, полости рта, носовой полости). Определенное сочетание обертонов и обусловливает индивидуальную «окраску» голоса, или тембр, наличие которого позволяет узнавать людей по голосу.
Диапазон голоса. Голос человека может изменяться по высоте приблизительно в пределах двух октав. Для обычной разговорной речи достаточно 4—6 тонов. Диапазоны голоса, т. е. пределы возможных изменений голоса по высоте, у разных людей различны. Для основных типов голосов эти пределы в среднем таковы:
· Бас - 80-340 Гц
· Контральто - 170-680 Гц
· Баритон — 96—426 Гц
· Меццо-сопрано — 216—864 Гц
· Тенор - 128-512 Гц
· Сопрано - 256-1024 Гц
Диапазон голоса у детей значительно меньше, чем у взрослых. С возрастом диапазон детского голоса увеличивается (почти одинаково у мальчиков и девочек), охватывая примерно следующие границы:
· От 8 до 10 лет - 320-512 Гц
· От 10 до 12 лет - 290-580 Гц
· От 12 до 14 лет - 256-680 Гц
Как у мальчиков, так и у девочек встречаются более высокие голоса (дискант) и более низкие (альт).
Ограниченность диапазона детского голоса необходимо учитывать при подборе репертуара для исполнения детьми на уроках пения и во время детских самодеятельных выступлений.
Регистры голоса. Ряд звуков, сходных по механизму образования и характеру звучания, называют регистром. Различают три регистра голоса: грудной, головной и смешанный (микст). Грудной регистр получил свое название вследствие того, что при нем резонирует грудная клетка, стенки которой дают ясно ощутимую рукой вибрацию. Грудной голос богат обертонами. При грудном голосе связки плотно смыкаются, колеблются всей своей массой в направлении, перпендикулярном току воздушной струи, т. е. в поперечном направлении. К грудному регистру относят низкие тоны голоса.
Головной регистр характеризуется головным резонансом, который можно обнаружить в виде вибрации черепа, положив руку на темя. Типичным образцом головного регистра является фальцетный голос. Он отличается бедностью обертонов. Механизм образования фальцета был уже описан ранее. Головным регистром пользуются на верхних тонах диапазона.
Смешанный голос {микст) богаче обертонами, чем фальцет, но беднее, чем грудной голос. Голосовая щель закрывается не вполне, связки колеблются более широкой поверхностью, чем при фальцете, а иногда и всей своей массой. К миксту относятся средние тоны голосового диапазона.
В пении используются все три регистра голоса, в разговорной же речи (у взрослых) — преимущественно микст. У детей до периода полового созревания функционирует только фальцетный голос.
Атака звука. Образным термином «атака» обозначают способ, которым пользуется говорящий или поющий, чтобы привести в действие голосовые связки, находящиеся в покое. Атаку звука называют иногда «взятием» звука, «приступом», «голосоначалом». Различают три вида атак: твердую, мягкую, придыхательную.
При твердой атаке голосовые связки плотно смыкаются до начала звука, затем выдыхаемый воздух с усилием прорывается через замкнутую голосовую щель и приводит связки в колебание. Для твердой атаки характерно наличие в самом начале звучания ясно слышимого призвука. Примером твердой атаки может служить произнесение междометий, обозначающих досаду, недовольство, возмущение: «Ах, какая досада!»
При мягкой атаке момент соприкосновения голосовых связок и начало прохождения струи воздуха совпадают, и сразу же после соприкосновения связки начинают вибрировать. Например: «Ах, как здесь хорошо!»
Во время придыхательной атаки выдыхаемый воздух начинает проходить через голосовую щель до смыкания голосовых связок, причем слышен шум трения воздуха о края связок, и лишь затем голосовые связки смыкаются и начинают вибрировать. Примером придыхательной атаки является произнесение украинского и английского или немецкого h в сочетании с последующим гласным, например в слове Тонна (украинское произношение) или в немецком слове haben.
У грудных детей крик, выражающий недовольство, сопровождается твердой атакой, а лепет, выражающий удовлетворение и спокойствие, происходит при мягкой атаке.
В гигиеническом отношении мягкой атаке должно быть отдано предпочтение, так как при твердой атаке происходит излишнее напряжение голосовых связок.
Мутация. В детском возрасте диапазоны голосов мальчиков и девочек почти не отличаются друг от друга. С наступлением периода полового созревания у мальчиков голос резко изменяется и в сравнительно короткий срок (около 1,5 года) превращается из детского в голос мужчины. Этот процесс связан с быстрым ростом гортани и носит название мутации, или перелома голоса.
Время наступления мутации колеблется в значительных пределах. В южных странах она начинается обычно раньше (в 10—12 лет), в северных — позже (14—15 лет). У девочек мутация наступает примерно на год раньше, чем у мальчиков.
Изменение голоса сказывается в первую очередь на разговорной речи. У мальчика, говорящего фальцетным голосом, начинают появляться низкие грудные звуки. За время перелома голос у мальчиков понижается на целую октаву и даже больше, превращаясь из детского дисканта или альта в голос мужчины — тенор, баритон или бас. В этом периоде голос непостоянен, часто срывается, обнаруживая неожиданные переходы от низких звуков к высоким. Часто голос становится хриплым, приобретает неприятный резкий тембр. При осмотре гортани истинные голосовые связки представляются в это время покрасневшими, утолщенными. К концу периода мутации все эти изменения исчезают и устанавливается нормальный мужской голос.
При недоразвитии половых желез, а также при их искусственном удалении (кастрации) мутация не наступает, и голос сохраняет свой детский тембр на всю жизнь (голос евнухов).
У девочек так же, как и у мальчиков, в период смены голоса обнаруживается покраснение голосовых связок, но тембр голоса не претерпевает таких резких изменений. Переход от детского дисканта или альта к женскому сопрано или контральто сопровождается понижением голоса в среднем всего лишь на два тона. Период мутации протекает у девочек более гладко, чем у мальчиков, и обычно не вызывает заметных расстройств голосовой функции.
Заниматься пением в период мутации не рекомендуется. Следует считать нецелесообразным в это время также и всякую дополнительную нагрузку на голосовой аппарат (участие в драматическом кружке, выступления на вечерах, концертах и т. п.).
Иногда наблюдается так называемая патологическая мутация, в виде преждевременной (в возрасте 10—11 лет) или поздней (в возрасте 19—20 лет) мутации. Такие отклонения от нормы бывают обычно при эндокринных нарушениях. В ряде случаев мутация, начавшись своевременно, тянется ненормально долго, годами; в этих случаях говорят о затянувшейся мутации.
При лечении патологической мутации необходимо выяснить ее причину. Если имеются эндокринные расстройства, необходимо провести соответствующее лечение. Большое значение имеет правильный речевой режим, экономное пользование голосом. При затянувшейся мутации лечения обычно не требуется. Устранение дефектов голоса (задержавшегося фальцета, слабости голоса, срывов его, хрипоты и т. д.) достигается путем специальных дыхательных и голосовых упражнений.