Механизмы артикуляции

В рамках современной теории речеобразования формирование звука, содержащего информацию, осуществляется в результате частотной фильтрации. Как следует их общей теории, собственная частота колебаний упругой системы обратно пропорциональна массе и следовательно объему. Поэтому собственная частота колебаний воздуха в некоторой полости

полости будет обратно пропорциональна его объему V. Если через такой объем проходит звуковая волна, содержащая большое количество спектральных составляющих, то молекулы воздуха должны колебаться на всех частотах с различными амплитудами. Наибольшая амплитуда будет в случае резонанса, когда частота переменного давления будет близка к собственной частоте.

Если звуковая волна, содержащая широкий спектр гармоник, проходит через резонансную систему (определенный объем упругой среды), амплитуды составляющих с частотами, отличающимися от резонансной, будут уменьшаться. Наблюдается перераспределение ампли-

Рис. 56 туд составляющих гармоник, частоты которых сильно отличаются от собственной частоты колебаний упругой системы. В этом заключается процесс фильтрации. Описанный механизм можно проиллюстрировать с помощью рисунка 56. Пусть механическая волна с исходным спектром 1 проходит через резонирующую систему, у которой резонансная кривая имеет вид 2. В результате фильтрации наблюдается перераспределение амплитуд составляющих и спектр приобретает форму, представленную на кривой 3. А как было показано, резонансная (собственная) частота зависит от величины объема воздушной полости. Изменяя ее объем, можно варьировать характер фильтрации исходной звуковой волны и, следовательно, управлять спектром при прохождении воздушной полости.

Рассмотренные физические принципы и механизмы лежат в основе работы воздушных полостей речевого аппарата в процессе артикуляции звуков. При колебании голосовых связок их месторасположение не изменяется и главное влияние на спектр оказывает конфигурация речевого тракта, в частности, положение языка в ротовой полости. Например, при фонации звука "И" к небу поднимается передняя часть спинки языка, увеличивается объем полостей, расположенных сзади от места сужения и ротовым отверстием, поднятая небная занавеска отключает носовые полости.

Физические основы перкуссии

Перкуссия представляет собой один из наиболее распространенных методов мануальной диагностики, позволяющих оценить механические свойства тканей организма, определить границы органов, воздушных полостей, жидкостей и др. Основу этого метода составляют механизмы генерации, и взаимодействия звуковых волн с тканями организма. В процессе перкуссии на поверхность организма наносят пальцами рук крактковременный удар (рис. 57), вызывающий образование импульсного звука. От места удара механическая волна, содержащая широкий спектр гармонических составляющих, распространяется по тканям. Физические параметры этой волны

Рис. 57 зависят от силы F, длительности удара и механических свойств тканей. Из общей теории колебаний следует, что количество спектральных составляющих обратно пропорционально длительности удара. На физические свойства звуковой

волны очень сильное влияние оказывает процесс поглощения колебательной энергии. Когда волна попадает в более плотную ткань с высоким показателем поглощения, переход механической энергии в тепло будет способствовать быстрому затуханию колебаний, и поэтому говорят об укорочении перкуторного звука.

Именно на этом физическом явлении (уменьшении длительности звукового сигнала в плотных средах) основано определение границы органов, имеющих высокую плотность (печень, сердце). Физический принцип, лежащий в основе оценки результатов перкуссии, иллюстрирует рисунок 58.

При изменении положения места нанесения удара и достижении волной границы органа, длительность звучания укорачивается, что и позволяет определить контуры исследуемого органа на поверхности организма. При прочих равных условиях, чем выше частота, тем больше коэффициент поглощения звука. А если это так, то очевидно, что переход механической волны из одной биологической структуры в другую будет сопровождаться изменением соотношения амплитуд гармонических составляющих. Если волна переходит в среду с большим механическим импедансом (большей плотностью), высокочастотные составляющие будут поглощаться сильнее. Поэтому над плотными тканями наряду с уменьшением длительности перкуторного звука наблюдается уменьшение интенсивности высокочастотных составляющих. Другими словами, звук становиться более низким. Такой перкуторный звук в медицине называется "тупым". Если на пути звуковой волны встречается воздушная полость с упругими стенками, она ведет себя как частотный резонатор или частотный фильтр. Гармонический спектр звуковой волны фильтруется и из многочисленных составляющих выделяются колебания с теми частотами, которые близки к собственной (резонансной частоте) этой полости. Именно поэтому такие звуки в медицине называются звонкими.