PhyExp Wiki Whispers Whispers
phyexp/uploads/Chuchotements/chuchot1.jpg "/> phyexp/uploads/Chuchotements/chuchot2.jpg" /> Introducere
Vocea este o emisie de sunete produse de vibrația „corzilor vocale” (numite și pliuri vocale) când trece aerul. Arată ca niște umflături orizontale ale mușchilor care se contractă și se relaxează, definind o deschidere numită glotă. Vibrația aerului poate fi comparată cu un fenomen periodic. Acesta este în special cazul sunetelor vocale emise de vocea umană și a tuturor instrumentelor capabile să producă o notă muzicală. Urechea umană poate percepe sunete variind de la 16 hertz (sunet foarte redus) la 16.000 hertz (sunet foarte puternic).
În subiectul nostru apar mai multe întrebări:
- Cum caracterizați acustic și fizic diferența dintre un regim șoptit și un regim vocalizat? ?
- Cum se face șoaptă un instrument muzical ?
- Cum șoptiți vocale ?
Datorită analizei documentare efectuate la începutul modulului, vom putea răspunde la prima problemă. Pentru următoarele întrebări, vom efectua experimente pe care le vom explica într-o a doua parte
I Bazele teoretice
1) Crearea unui sunet
În această parte vom explica cum creăm fiziologic un sunet. Începe de la diafragmă, care controlează aerul care trece prin laringe. Când se ridică, permite aerului să ajungă la laringe. Când ajunge la corzile vocale, acestea se separă momentan, astfel încât să poată trece. Corzile vocale (sau pliurile vocale) sunt evidente pentru o structură cu mai multe straturi, care le face vibratoare bune. Această structură permite, de asemenea, ajustări de lungime și rigiditate care modulează vibrațiile, ceea ce este esențial pentru producerea sunetului. Nervul motor din laringe este cel care transmite semnale către corzile vocale pentru a le face să se contracte. Laringele este, de asemenea, vertical mobil, crește pentru sunetele înalte și scade pentru sunetele înalte. Aerul care tocmai a fost deranjat în laringe se scurge în gât, gură și nas, al cărui scop este de a crea tulburări continue ale aerului numite unde sonore. Vocile diferă în funcție de dimensiunea pliurilor vocale și de rezonanți (gât, gură sau cavități nazale).
2) Diferența de regim vocalizat și regim șoptit
În primul rând, este legitim să ne întrebăm care este diferența dintre dieta vocalizată și cea șoptită. La nivel auditiv, diferența dintre regimul vocalizat și șoptit este marcată de o scădere a nivelului sonor. La nivelul laringelui, diferența notabilă este vibrația corzilor vocale. De fapt, corzile vocale nu vibrează într-un regim șoptit. Pentru a realiza acest lucru, puneți-vă mâna pe gât și spuneți o frază vocalizată și o șoaptă.
Diferența este remarcabilă și în spectre. Fiecare sunet are propriul său spectru discret care permite identificarea acestuia. Acest spectru este compus din 3 armonici, care sunt componente ale unui sunet periodic a cărui frecvență este un multiplu întreg al frecvenței armonicii fundamentale sau de ordinul I, permițând identificarea sunetului. De fapt, dacă avem 2 dintre cele 3 armonici, putem defini sunetul produs.
Șoaptele (produse de un flux turbulent care trece printr-o deschidere de dimensiune relativ mică și aproape constantă formată din corzile vocale) dă naștere unui spectru continuu de sunet similar cu cel al zgomotului alb pe care îl vom defini mai târziu. Este dificil, dar totuși este posibil să se extragă armonicele utile pentru diferențierea sunetului. Sunetul regimului vocalizat (produs de un flux turbulent care trece printr-o deschidere oscilantă a corzilor vocale) are un spectru discret care este analizat mai ușor.
3) Spectru continuu și spectru discret
Prin urmare, vom vorbi despre diferența dintre spectrele continue și spectrele discrete. În ceea ce vom studia, știm deja că vocea vocalizată sau sunetul unei vioare produce un spectru discret în timp ce zgomotul alb sau șoaptea produce un spectru continuu. Spectrul discret este alcătuit din mai multe armonici foarte distincte (o fundamentală și multiplii acestora) care sunt ușor de analizat. În fizică, acest spectru poate fi asemănat cu un spectru de linii de absorbție sau de emisie, de exemplu. Spectrul continuu este mai dificil de analizat. Este alcătuit dintr-o multitudine de frecvențe care sunt aproape toate de aceeași intensitate. Zgomotul alb este exemplul perfect deoarece toate frecvențele au aceeași intensitate. De exemplu, îl putem asimila în fizică cu spectrul luminii vizibile.
4) Transformata Fourier
În proiectul nostru, ne bazăm pe transformata Fourier. Acest lucru este foarte util pentru analiza noastră, deoarece permite trecerea de la un semnal digital (inutilizabil) la un grafic al nivelurilor sonore în funcție de frecvență.
Matematic, putem defini transformata Fourier F [f] cu f: L1 (R) -> R sau C și k aparține lui R prin:
Nu trebuie să ne facem griji dacă f aparține lui L1 pentru că aici vor fi toate semnalele studiate (este imposibil să creăm un sunet infinit). Transformarea Fourier va fi realizată de software-ul AUDACITY.
5) Zgomot alb
Zgomotul alb este un sunet a cărui densitate spectrală de putere este constantă indiferent de frecvența sa. Cu toate acestea, este imposibil să se obțină un zgomot alb perfect, deoarece densitatea spectrală identică pentru toate frecvențele ar duce la o varianță, măsurată de zona de sub curbă, care este infinită (și, prin urmare, o energie infinită). Prin urmare, trebuie să limităm acest zgomot la o bandă de frecvență.
Sunetul produs în timpul efectului „zăpezii” pe un televizor nereglementat este un bun exemplu de zgomot alb, dar îl putem recrea și datorită vocii, făcând sunetul „pshiiii” .
Iată un exemplu de spectru de zgomot alb:
Sursa: Color Noises, Wikipedia
6) Colofoniu și stick-slip
Părul de cal utilizat în principiu pentru fabricarea fitilului arcului are de fapt proprietăți de frecare foarte slabe. Este necesar să se utilizeze un proces care creează forțe semnificative de frecare pentru a putea juca cu un arc.
Produsul utilizat este o rășină, colofoniu, prezentată sub formă de sul, cu care este acoperit părul de cal. La frecarea fitilului, particule foarte mici sunt prinse prin electrificare statică care formează un strat subțire. Acest strat va fi de fapt în contact cu frânghia. Colofonul are și proprietăți chimice interesante legate de creșterea temperaturii. Într-adevăr, acest lucru are ca rezultat atât o creștere a coeficientului static de frecare care are loc atunci când viteza de alunecare între două suprafețe este zero (deci o îmbunătățire a aderenței în faza de lipire), cât și o scădere a coeficientului dinamic care este luat în considerare atunci când viteza de alunecare între cele două suprafețe nu este zero (deci o îmbunătățire a alunecării în faza de alunecare). Prin urmare, descriem alunecarea bățului ca o mișcare sacadată uneori observată în timpul alunecării relative a două obiecte.
II Experimentare
Pe parcursul celor 10 săptămâni de experiență am lucrat în principal pe 4 domenii: