Lidský hlas

Lidský hlas vzniká podobným způsobem jako zvuk v jazýčkové píšťale. V hrtanu jsou dvě pružné blány, nazývané hlasivky, které jsou při hovoření a zpívání napnuté tak, že je mezi nimi úzká hlasová štěrbina. Proudem vzduchu z plic se hlasivky rozkmitají, čímž v prostoru na druhé straně hlasivek vzniká pravidelné kolísání tlaku vzduchu, které se šíří skrz ústa do okolí jako zvukové vlnění nazývané lidským hlasem.
Výška hlasu závisí na délce hlasivek (u mužů asi 18 mm, u žen asi 12 mm) a jejich napínání, které se působením příslušného svalstva může měnit. Tyto hranice určují výškový rozsah lidského hlasu, který se rovná asi dvěma oktávám, které mohou být u různých osob v různých polohách.
Různé zabarvení lidského hlasu, které rozeznáváme hlavně podle samohlásek, vzniká rezonancí hrtanové, ústní a nosní dutiny. Jejich značný útlum na měkkých stěnách způsobuje, že tyto dutiny jsou schopné zesilňovat široký obor tónů okolo jejich vlastních tónů, tzv. formantů. Vlastní tón neměnné hrtanové dutiny je tzv. vedlejší formant s frekvencí asi 400 Hz (tón g1). Hlavní formant, vlastní tón ústní dutiny, se může měnit polohou jazyka, zubů a rtů v širokém rozsahu asi od 175 Hz (f) do 3700 Hz (b4). Dutina nosní má jen menší vliv, který se projevuje například při rýmě. U složitého zvuku, který vzniká v hlasivkách, se v rezonančních dutinách zesilují hlavně frekvence v okolí formantů. Hlavní formant je měnitelný, a proto se může měnit i složení lidského hlasu, čímž právě vznikají různé samohlásky. Nejnižší je formant samohlásky u, asi 175 Hz (tón f). Při obyčejné řeči je v této samohlásce pouze základní tón. Tím se dá vysvětlit zvuk ladičky, ve kterém je také prakticky jen základní tón, a proto budí dojem samohlásky u. Formanty ostatních samohlásek jsou postupně vyšší: pro o asi 400 Hz (g1), pro a 800 Hz (g2), pro e 2300 Hz (d4) a pro i 3700 Hz (b4). Grafický záznam kolísání tlaku vzduchu při vyslovování jednotlivých samohlásek (Obr.1). Je na něm vidět, že při souvislé a obvyklým způsobem hovořené řeči mají všechny samohlásky stejnou základní frekvenci, ke které se přidávají formanty - nejvyšší při vyslovování hlásky i. Při mluvení šeptem jsou hlasivky uvolněnější, a proto základní tón nevzniká. Vzduchovým proudem unikajícím z plic se rozechvívají jen tři rezonanční dutiny, což na porozumění řeči stačí.
Souhlásky vznikají jako šelesty při proudění vzduchu skrz zúžená místa (například souhláska s je soubor velmi vysokých tónů, vznikajících při proudění vzduchu mezi zuby) nebo tím, že rty, zuby nebo jazyk náhle otvírají cestu pro vzduch proudící z plic, čímž vznikají jen krátce trvající nepravidelné zvuky.
Aby byl reprodukovaný lidský hlas dostatečně srozumitelný, je třeba, aby příslušné zařízení dostatečně rovnoměrně reprodukovalo i tóny o poměrně vysokých frekvencích. Podle zkušeností dokonalého přenosu řeči telefonem nebo rozhlasovým reproduktorem je třeba, aby membrána správně reprodukovala tóny až do výšky asi 8 000 Hz. Pokud se však uspokojíme pouze s porozuměním řeči, jako je to při telefonování, stačí, pokud membrána reprodukuje správné tóny do výšky asi 2 600 Hz. Se zmenšováním této hranice srozumitelnost řeči klesá a končí už při frekvenci asi 1 000 Hz.
Vlastní reprodukovaný hlas se nám zdá nepřirozený. Je to způsobeno faktem, že když mluvíme, tak svůj hlas slyšíme jinak než ti, kteří jsou kolem nás. Zvuky, které vydáváme, přicházejí k nim vzduchem, jednak přímo a jednak po odrazu od pevných předmětů (např. stěn). Svůj hlas však slyšíme hlavně díky vodivosti kostí. Chvění se totiž šíří od hlasivek do vnitřního ucha (do zakončení sluchového nervu) prostřednictvím souboru kostí, které jsou mezi hlasivkami a sluchovým nervem. Tento systém kostí tvoří jakýsi druh zvukového filtru, který propouští některé frekvence lépe a jiné zase hůře. To znamená, že zabarvení přenášených zvuků je dosti pozměněno.
Za normálních okolností k nám ovšem přichází část zvuků též vzdušnou cestou, ale pouze po odrazu od různých povrchů. Pokud by se člověk postavil do dokonale akusticky izolované kabiny, jejíž stěny dokonale pohlcují zvuky, slyšel by se pouze díky vodivosti kostí. Měl by přitom nepříjemný pocit, jako by se dusil ...
Charakteristiky tónu: Tón má svou výšku, barvu, intenzitu (hlasitost).
1) absolutní výška tónu – je u jednoduchých tónů určena frekvencí f, u složených tónů frekvencí fz základního tónu
2) relativní výška – je poměr absolutní výšky daného tónu a frekvence tónu zvoleného jako základ (v hudební akustice 440 Hz – komorní A, v technické praxi 1000 Hz).
3) barva tónu – je způsobena počtem, frekvencí a amplitudou vyšších harmonických tónů.