Речевой звук — это основная материальная единица устной речи. Речевые звуки являются сложными и характеризуются не только высотой, громкостью и длительностью, но и тембром.
Как и все сложные звуки, они могут быть разложены на спектральные компоненты (основной звук и обертоны).
На рисунке показан звуковой спектр гласного «а». Мы видим, что в нем обертонов немного, они разбросаны с перерывами в разных полосах частот. Это типично для спектров всех гласных звуков речи. Если частота колебаний обертона в целое число раз больше частоты основного звука, такой обертон называют гармоническим. Так, если основной звук имеет частоту 100 колебаний в секунду, гармонические обертоны (гармоники) могут иметь частоту 300, 600, 700, 1200 колебаний в секунду. Спектр, состоящий из гармоник, называется прерывистым. Таким спектром обладают гласные звуки речи и музыкальные звуки.
В других звуковых спектрах обертоны занимают все или почти все полосы слышимых частот. Такой спектр называется сплошным. Он воспринимается слухом как шум.
На рисунке представлен оплошной спектр шума мотора. Сплошной спектр дают и шумные согласные звуки речи.
Какими особенностями обладают тембры звуков речи, отличаемые друг от друга?
На рисунках представлен спектр русского «а» и спектр «и». Видно, что состав гармоник этих звуков неодинаков. Две гармоники в составе каждого спектра имеют наибольшие амплитуды. Такие гармоники (с наибольшими амплитудами) называются формантами речевого звука. По ним один звук речи и отличается от другого. При произнесении согласных также выделяются обертоны с максимальной и характерной для данного согласного амплитудой. Таким образом, каждый звук речи, как гласный, так и согласный — обладает своими формантами. Они и воспринимаются как характерный для данного звука речевой тембр.
Выделение формантных признаков речевого звука является необходимым условием различения и узнавания слов. Такие, например, слова, как «том — дом» различаются только по первому звуку. Другие звуки у них одинаковые. Если бы не было этого различия, перепутались бы и значения слов. Звуки «т» и «д» различны по формантам. В первом случае звук глухой, во втором случае — звонкий, т. е. образованный с участием голосовых связок (голоса). Это различие в образовании звуков изменяет их спектры и форманты.
В процессе восприятия речи слуховой анализатор человека из сложного звукового комплекса выделяет для различения слов именно форманты. Другие признаки сложного звука — высота основного тона и громкость — в различении слов роли не играют (они учитываются в системе других речевых единиц). Ведь «а», например, можно произнести громко и тихо, а также на разных высотах основного тона. Однако при всех этих изменениях звук «а» будет узнаваться как «а». Следовательно, слова различаются только по формантному тембру каждого звука речи.
Помимо формантного, существуют и другие виды тембра. Некоторые из них вовсе не участвуют в различении слов (тембровые различия голосов). Речевой звук «а» воспринимается как «а», независимо от того, произносится ли он мужским, женским или детским голосом. Кроме того, в речевом звуке, в зависимости от соседства с другими звуками в слове, появляются различия, связанные с положением звука в слове (позиционные различия в тембре). В словах «цел» и «цель», например, звуки «е» различны. В первом слове открытое «е», во втором — закрытое. Это тембровое различие открытости и закрытости звука в русском языке не играет никакой роли при различении слов. Поэтому слух русского человека с большим трудом и только после некоторой тренировки замечает эти различия. Наоборот, во французском языке открытость и закрытость «е» является признаком, по которому различаются слова. В слове fait (сделанный) открытое «е», а в слове the (чай) — закрытое. В восприятии французов признак открытости выделяется и противопоставляется признаку закрытости.
Признаки звука, по которым происходит различение слов, называются фонематическими, а сам звук в составе только этих признаков — фонемой. Фонема определяется ограниченным числом характерных для нее признаков речевого тембра, неодинаковым в разных языках.
В каждом языке, следовательно, имеется своя особая система речевых звуков. Многие звуки одного языка непохожи на звуки другого. Это значит, что характерные речевые тембры звуков одного языка отличны от тембров звуков других языков. Для того чтобы различать тембры звуков какого-либо языка, в слуховом анализаторе должна быть выработана системность анализа и синтеза звуков.
Слух, способный производить анализ и синтез звуков по фонематическим признакам, свойственным данному языку, называется фонематическим слухом. Фонематический слух — это речевой слух. Он совершенно не зависит от других свойств слуха, например, от музыкальности и остроты слуха. Фонематический слух по отношению к родному языку вырабатывается у детей в период от 1,5 до 4 лет.