Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа-детский сад № 36» муниципального образования городской округ Симферополь Республики Крым.

Методическая разработка

по физике к теме «Звуковые волны»

Устройство и работа голосового аппарата

Учитель физики Умбетова Лейля Ибрагимовна

2014

Содержание

Введение

Мы каждый день слышим речь окружающих и разговариваем сами, однако не каждый задумывался над тем, сколько человеческих мышц и органов задействованы при произношении одной буквы, а какое огромное количество звуковых волн мы ежедневно воспроизводим. А все это наш голос - неповторимый, уникальный и в то же время загадочный.

В работе даны рекомендации по поводу лечения голоса для людей, которые сталкиваются с проблемой заболевания связок и потери голоса, связанной с профессиональной деятельностью.

Как и из-за чего изменяется голос под воздействием гелия? Что полезно для наших связок? Как устроен наш голосовой аппарат? Почему у всех людей разные типы и тембры голоса? К чему приводят заболевания голосового аппарата? От чего зависит длина звуковой волны? От чего зависит различие между тембрами и типами голосов?

1. Физиологическое строение голосового аппарата

Звук - это колебания, которые распространяются в упругих средах, например, в воздухе или в воде. Любой предмет, если его заставить вибрировать, становится источником звука. Природу рождения звуков наглядно можно представить так.

Если произвести резкое смещение частиц упругой среды в одном месте, то в этом месте увеличится давление. Благодаря упругим связям частиц давление передаётся на соседние частицы. Те, в свою очередь, воздействуют на следующие, и область повышенного давления как бы перемещается в упругой среде. За областью повышенного давления следует область пониженного давления, и, таким образом, образуется ряд чередующихся областей сжатия и разрежения, распространяющихся в среде в виде волны. Каждая частица упругой среды в этом случае будет совершать колебательные движения. Так рождается продольная волна.

Мы можем говорить (а также кричать, петь, шептать) только на выдохе, когда воздух выходит из легких наружу через рот и нос. В нашей дыхательной системе есть участок между трахеей и глоткой, который называется гортанью. Гортань - это хрящевая трубка, покрытая изнутри слизистой оболочкой. Сверху гортань покрыта надгортанником, состоящим из эластического хряща и расположенным впереди входа в гортань. Слизистая оболочка гортани имеет складки, выступающие в ее полость и содержащие связки и мышцы. Эти складки называются голосовыми складками (их еще называют голосовыми связками). Щель в гортани между голосовыми связками называется голосовой щелью. Именно вибрация складок при прохождении воздуха через гол -осовую щель создает звуковую волну и тем самым рождает голос. При молчании голосовая щель широко раскрыта, при разговоре или пении - сужается.

Мышцы гортани способны изменять положение ее хрящей. В результате могут меняться ширина голосовой щели и натяжение голосовых связок. Размеры голосовых связок определяют тип голоса: у людей с низкими голосами складки более длинные и толстые, а с высокими - короткие и тонкие.

Кроме органов дыхания и места возникновения звуков - гортани к голосовому аппарату относятся артикуляционный аппарат и резонаторы.

Артикуляция (от лат. articulo - "расчленяю") - это работа органов речи при образовании звуков. Артикуляционный аппарат служит для образования звуков членораздельной речи. Помимо голосовых складок к артикуляционному аппарату относятся язык, губы, нёбо, глотка, зубы.

Подвижные органы артикуляционного аппарата (язык, губы) называют активными, неподвижные - пассивными (верхняя губа, верхние зубы, та или иная часть неба).

Резонаторы - это полости, резонирующие на возникающий в голосовой щели звук и придающие ему силу и окраску (тембр). Резонанс (от лат. resono - "звучу в ответ", "откликаюсь") - явление усиления собственных колебаний резонаторов под воздействием внешних колебаний той же частоты.

В результате прохождения звуковых волн через резонаторы приобретается характерный для каждого человека тембр голоса.

Тембр является уникальным индивидуальным качеством человека, отличающим его от других людей. Как нет двух лиц, абсолютно похожих друг на друга, так нет и двух абсолютно одинаковых по тембру голосов. Бывает, что можно не узнать по лицу человека, которого не видели много лет, но характерные элементы тембра человека остаются постоянными всю его жизнь, и никакие дурные привычки или специальные упражнения не могут его изменить.

Говоря об органах, составляющих голосовой аппарат, нельзя забывать про центральную нервную систему. Специальные речевые центры головного мозга организуют их функции в единый, целостный процесс звукообразования, который является сложным психофизическим актом.

2. Разнообразие голосов.

«Я люблю человеческий голос,

Одинокий человеческий голос,

Измученный любовью

и вознесённый над гибельной землёю.

Голос должен высвободиться из гармонии мира

и хора природы

ради своей одинокой ноты».

Существует и наука о голосе - воксология, которая считает человеческий голос проявлением силы, с помощью которой человек воздействует на окружающее пространство, орудием его проявления в мире на уровне энергии слова. Да-да, того самого Слова, что было Вначале и послужило импульсом для материализации всего Творения. К тому же, психологами подсчитано, что общее впечатление о человеке на 55% зависит от мимики, на 38% от голоса и только на 7% от того, что именно этот человек говорит. Известен учёным и тот факт, что при рождении каждый человек обладает чистым, сильным и совершенным голосом (что подтверждает крик новорожденного, имеющего минимальный объем легких, но порой достигающего при этом силы звука в 110 децибел), и что человек всю жизнь должен тренировать все 200 мышц, участвующих в образовании голоса, не меньше, чем тренирует мышцы ног, брюшного пресса и бицепсов. Поскольку голосовые связки напоминают струну гитары, давайте посмотрим, как выглядят колебания струны, когда она звучит:

I. Волна не может быть любой длины, она должна "ложиться" своими половинками на длину струны, образуя гармоники:

Основной тон или 1 гармоника - самая важная - определяет высоту звучания струны.

1/2 волны (основной тон = 1 гармоника)

2/2 волны (+1 октава = 2 гармоника)

3/2 волны (+1 октава+квинта = 3 гармоника)

4/2 волны (+2 октавы = 4 гармоника)

5/2 волны (+2 октавы+терция = 5 гармоника)

6/2 волны (+2 октавы+квинта = 6 гармоника)

7/2 волны (+2 октавы+септима = 7 гармоника)

8/2 волны (+3 октавы = 8 гармоника)

.

У реального человека резонаторы не всегда точно "попадают" на гармоники, поскольку во время речи и пения изменяются как размеры резонаторов, так и высота основного тона за счет мышечной регуляции. Однако основные принципы, изложенные выше, соблюдаются.

Многие люди, услышав свой голос, записанный на магнитофонную ленту, бывают разочарованы. Для того чтобы голос не звучал монотонно, он должен охватывать по крайней мере октаву. .

-В старой Италии в паспорте (в числе прочих примет человека) указывался и тембр его голоса. Считалось, что тембр голоса является природным свойством человека и его изменить нельзя.

-Голос человека абсолютно уникален, как отпечатки пальцев. Специалисты утверждают, что голос имеет большую силу, чем музыкальный инструмент.

Звук-это волновые колебания. Соответственно от голоса зависит частота этих самых колебаний! Когда сила колебания звуковых волн входит в резонанс с колебаниями самого стекла-колебания стекла увеличиваются многократно, что приводит к разрушению этого самого стекла. Однако достоверных фактов об этом нет. Одни ученые говорят, что человеческий голос не способен создать настолько большую частоту колебания звуковых волн. Но есть информация, что при пении Ф.Шаляпина дрожали стекла, но не лопались.

-Мозгу легче понимать речь мужчин, чем женщин. Мужские и женские голоса действуют на разные участки мозга. Женские голоса - более музыкальные, звучат на более высоких частотах, диапазон частот при этом шире, чем у мужских голосов. Человеческому мозгу приходится «расшифровывать» смысл того, что говорит женщина, используя свои дополнительные ресурсы.

3. Изменение голоса с возрастом

В различные периоды, характеризирующие физиологию гинекологической сферы, у женщин наблюдаются соответствующие голосовые изменения.

Беременность: Расстройства голоса во время беременности очень индивидуальны. В речевом голосе может быть понижение от 2 до 6 тонов, тогда как в вокальном голосе только на 1-2 тона. Голос, особенно речевой более темный, низкий и сильный. Может быть гипотония вокальной и поперечной мышц, охриплость.

Старость: 51-70 лет. С возрастом изменения в гортани и голосе связаны с морфологическими, эндокринными, биохимическими, нервно-мышечными и корковыми факторами. С возрастом происходит образование асбестовых волокон и зерновое перерождение в хрящах гортани. С возрастом увеличивается распространение плоского эпителия на голосовых складках. Развивающаяся атрофия слизистых желез вестибулярного отдела объясняет появляющуюся сухость слизистой гортани и снижение ее защитной способности, в вестибулярных складках развивается жировая ткань. Голосовые складки в старческом возрасте не эластичны, много соединительной ткани, голос ломающийся, дребезжащий, теряет половую дифференцировку. На старение голоса влияют атрофические и дегенеративные процессы в глотке, гортани и легких.

голоса. Возникает дрожание, детонирование голоса, зависящее от центрального изменения силы нервного импульса. Верхняя граница голоса у мужчин повышается, а у женщин понижается.

Физиологические периоды изменения голоса чаще всего не требуют медикаментозной коррекции. Лишь в некоторых случаях (у лиц голосо-речевых, а особенно вокальных профессий), необходимо проведение фониатрического лечения и фонопедической коррекции.

У мальчиков, как и у девочек, гортань маленькая, складки небольшие, и под действием струи воздуха вибрируют только их края. Специалисты называют это фальцетным механизмом рождения звука. Гортань - как свисток. Природа так задумала, чтобы ребенка, у которого все звукообразующие системы пока маленькие, все-таки было слышно. И на самом деле, визги детей так хорошо слышны, что, зайдя, например, на перемене в школу, можно просто оглохнуть.

По этой же причине и у стариков голос становится выше - ведь половых гормонов в организме все меньше. А у женщин к старости, наоборот, голос звучит на более низких тонах, опять-таки гормонов не хватает, только женских, которые меняют складки так, чтобы звук был высокий и звонкий.

В обычной речи мы пользуемся 2-3 тонами выше и ниже нашего основного тона.

4. Заболевания голосового аппарата

Проблемы с голосом возникают и вследствие перенапряжения нервной системы. У детей, испытавших сильный стресс, возможен даже паралич голосовых связок.

В любом случае проблемы, возникшие с голосом, нельзя оставлять без внимания, а при их частом возникновении заниматься самолечением. Необходимо комплексное обследование не только у отоларинголога, но и у фониатра, невропатолога и логопеда.

Голос - это один из основных инструментов, необходимых для осуществления вербального общения. И если с голосом происходят какие-то изменения или он «пропадает», то это приводит к нарушению общения.

Зачастую расстройствами голоса страдают представители определенных профессий, например, учителя, дикторы, певцы. Их голосовые связки постоянно подвергаются огромной нагрузке. При разговоре они быстро устают, у них появляется охриплость, кашель, ощущение наличия инородного тела в горле.

Потеря голоса может произойти из-за ослабления организма, снижения тонуса мышц гортани, например, при болезнях обмена веществ или сердечной недостаточности, а также при ларингоспазме. Причины спазма могут быть как соматическими, например рахит, бронхит или круп, так и психологическими (стресс, депрессия, невроз и др.). Кроме того, нарушением голоса сопровождаются и различные гормональные расстройства и изменения. Причиной нарушения голоса также могут быть врожденные аномалии гортани.

Некоторые люди совсем не могут говорить, так как у них врожденный дефект горла или голосовых связок. Иногда люди вообще рождаются совсем без голосовых связок. В чем же причина? Почему люди немые?

Причины немоты:

• Иногда причиной немоты является серьезная проблема центральной нервной системы, контролирующей дыхание и движение языка и губ.

• Еще причиной немоты является генетическое расстройство, из-за перенесения матерью, во время последних 2-3-х месяцев беременности, тяжелой болезни или из-за травмирования плода.

• Также причиной отсутствия речи являются проблемы со слухом. Если человек не в состоянии слышать речь, то он не сможет ее воспроизводить, а соответственно - говорить.

Помимо врожденной немоты есть и приобретенная. Она возникает тогда, когда в мозговом отделе, отвечающем за речь или в нейронах, происходят процессы, которые возникают после кровоизлияний или образования опухоли.

Немые люди внешне не имеют отличий от говорящих людей, а общаются с ними жестами или написанием записок.

Американские студенты даже разработали специальное приложение для смартфонов. Оно помогает немым людям преобразовывать печатный текст в речь. Использование этого приложения позволяет даже составлять словари.

5. Изменение голоса под воздействием гелия

Гелий имея плотность значительно меньше чем воздух, заставляет голосовые связки колебаться с более высокой частотой.

А в барокамеры его пускают потому что в отличие от азота гелий не вызывает при высоком давлении опьянения, да и выводится из крови с дыханием, при понижении давления, гелий значительно легче чем азот.

Гелий имеет плотность значительно меньшую, чем у воздуха, он сжимает голосовые связки, заставляя их колебаться с более высокой частотой, поэтому после вдыхания газа мы можем слышать писклявый как у мышки и одновременно смешной голосок.

В целом, данное развлечение можно считать безопасным, ведь вместе с газом в организм попадает кислород. Более того, распознать человека, надышавшегося гелием, трудно, за исключением того момента, когда он начнет говорить. Да и сам газ на вкус узнать невозможно - он не имеет ни вкуса, ни запаха. Тем не менее, от него могут возникнуть побочные явления, среди которых тошнота, головокружение, затрудненное дыхание.

Между тем, если на время поместить человека в камеру, наполненную только гелием, спустя некоторое время он задохнется.

А потому, что в газе содержится лишь пара десятых процента кислорода, без которого, как известно, человек долго не продержится.

6. Рекомендации для лечения при потере голоса

Самое первое и главнейшее, что нужно сделать - прекратить разговаривать, дать голосовым связкам отдых, перестать пытаться выговорить хоть слово, особенно шепотом, когда связки напрягаются сильнее всего.

Обратитесь к врачу. Расскажите, после чего у вас пропал голос и как быстро вам нужно его вернуть. Врач посоветует специальные лекарства от боли в горле, спрей или пастилки, процедуры, которые облегчат ваше состояние и вернут голос.

Попробуйте народные методы лечения. Например, смешайте стопку теплого коньяка с тремя ложками меда и тремя каплями лимонного сока. Детям для восстановления голоса можно сварить прекрасный витаминизированный напиток: натрите на терке морковку средней величины и вскипятите ее с молоком. Процедите и угостите малыша таким полезным напитком. Этот коктейль подойдет и взрослым, причем его можно не только пить, но и полоскать им горло. Также теплое молоко можно смешать с медом, выпить перед сном. Это не только поможет вашим голосовым связкам восстановиться, но и подарит хороший сон.

Если у вас наблюдается склонность к частой потере голоса, избегайте пыльных помещений. Во время полета в самолете рекомендуется больше молчать, потому как герметизированный воздух сух и может запросто повредить голосовые связки при длительном общении. Старайтесь больше дышать через нос, этим вы обеспечите увлажнение связок.

Очень важным для сохранения голоса является правильное питание. Если вам по роду работы приходится много разговаривать, то не ешьте перед сном. Это действует на гортань и глотку, что может вызвать их раздражение. Нежелательно также употреблять в пищу острые приправы, семечки и орешки, газированные напитки, противопоказана кислая, горячая и холодная еда.

Курение при охрипшем голосе противопоказано. Если у вас воспалено горло, и при этом вы курящий человек, постарайтесь на некоторое время отказаться от своей привычки. Избегайте мест, где кто-то курит.

Литература

1. Л.Дмитриев «Голосовой аппарат певца»

2. ru.wikipedia.org/wiki/%C3%EE%EB%EE%F1

3. korenez.narod.ru/PAGE15.html

18