声道

中間テスト98 『声道は断面積の異なる音響管の連続で近似できる』 この記述は◯か✕か。 ヒント： 声道は声帯から口唇・鼻腔までを指す。 この声道内の音響特性を解析する際には、 複雑な形状を単純化して扱う必要がある。 そこで行われるのが、断面積の異なる音響管の連続としての近似モデル化である。 音声は声道内で伝播・共鳴・放射されるが、 その物理学的性質を扱うには、ある程度の理想化が必要である。 声道を細かく区切って円筒形の音響管として扱うことで、 音波の伝播や反射、共鳴などを段階的に解析できるのである。 よって、正解は◯である。

中間テスト80 『声道内で音波が共鳴するとき、定在波の波長は声道長の4倍である』 この記述は◯か✕か。 ヒント： 定在波と言う単語で閉管の気柱の共鳴を思い出そう。 第１ホルマントは基本振動のときである。 第２ホルマントは３倍振動のときである。 第３ホルマントは５倍振動のときである。 波形を見たとき、定在波の波長が声道長の４倍の長さになるのは、 基本振動のときだけである。 つまり、中性母音の第１ホルマントのときだけ。 声道長が同じ場合でも、 母音によって第１ホルマント（F1）や第２ホルマント（F2）の周波数は異なる。 周波数が異なるということは、波長も異なる値になるということだ。 閉管の気柱の共…

中間テスト79 『声道内で音波が共鳴するとき、第2ホルマントの粒子速度の節は3個所にできる』 この記述は◯か✕か。 ヒント：これは前回の類似問題。 閉管の気柱の３倍振動がわかれば解ける。 閉管の３倍振動を忘れた人は、 閉管の気柱の共鳴の図に戻って確認しよう。 声門が閉管の底、口唇が閉管の口になる。 ３倍振動のときの波の形を見ると、 声門から口唇まで、 節・腹・節・腹という順になる。 波の節＝粒子速度の節＝音圧の腹 波の腹＝粒子速度の腹＝音圧の節 なので、 声門から口唇まで、波形や粒子速度が節・腹・節・腹なので、 つまり、粒子速度の節は２個所にできる。 よって、正解は✕である。

中間テスト78 『声道内で音波が共鳴するとき、第2ホルマントの音圧の腹は2個所にできる』 この記述は◯か✕か。 ヒント： 声道は閉管の気柱のモデルに近似できる。 第２ホルマントとは閉管の気柱の共鳴の３倍振動である。 閉管の３倍振動を忘れた人は戻って確認しよう。 声門が閉管の底、口唇が閉管の口になる。 ３倍振動のときの波の形を見ると、 声門から口唇まで、 節・腹・節・腹という順になる。 波の節＝粒子速度の節＝音圧の腹 波の腹＝粒子速度の腹＝音圧の節 なので、 声門から口唇まで、波形や粒子速度が節・腹・節・腹なら、 声門から口唇まで、音圧は腹・節・腹・節の順になる。 つまり、音圧の腹は２個所にでき…

閉管の共鳴とフォルマント フォルマント（ホルマント）とは、 声道の共鳴によって強められる共鳴周波数帯である。 閉管の基本振動に対応する共鳴周波数帯を 第１フォルマント(F1)、 ３倍振動に対応する共鳴周波数帯を 第２フォルマント(F2)、 ５倍振動に対応する共鳴周波数帯を 第３フォルマント(F3)、 と呼ぶ。 中性母音の場合の中心周波数は、成人男性の場合、 第１フォルマントが約500Hz、 第２フォルマントが約1500Hz、 第３フォルマントが約2500Hz、 である。 これは声道を閉管で近似した計算結果と概ね一致する。 今回は成人男性の場合で計算したが、 フォルマントは性別や年齢によって変化…

声道と閉管の共鳴① 声道は、口唇を閉管の口、 声帯を底とする閉管に近似して考えることができる。 しかし、声道は単純な閉管に比べて形状が複雑な上、 唇、舌、顎の動きによって大きく形を変えられるため、 その共鳴周波数は固定的ではない。 そこで、とくに声道に狭めや広めのない中性母音で 共鳴する周波数を概算する。 成人の声道の長さは概ね17cmなので、 この値を使って声道を太さの変わらない閉管として、 閉管の共鳴の基本振動数（基本振動の周波数）を計算してみる。 上式に、 n=1、 c=340 [m/s]、 L=17×10-2 [m]、 を代入する。 500 Hzと求めることができる。 ３倍振動の周波数…

閉管の共鳴 応用問題⑥ 閉管の共鳴の応用問題はこれで最後だ。頑張ろう！ 今回は波長の長さを聞かれている。 閉管のｎ倍振動の波長の式を覚えていない？ でも大丈夫。波長の式は覚える必要はないのだ。 思い出して欲しい。 音速と周波数が与えられて波長を聞かれている。 はて、どこかで見たことない？ 実は、 で求められるのだ。 声道の17.5 cmは必要ない値。 閉管だからと今までのように計算しようとすると間違ってしまう。 見事な引っ掛け問題だ。 上式に、 c=350 [m/s] f=700 [Hz] を代入して計算しよう。 このように、波長λは0.5 [m]と求めることができる。 よって、正解は③になる…