24/10/10. Grado de Español: Lengua y Literatura Raúl Urbina Fonturbel. Acústica

Transcripción

1 Grado de Español: Lengua y Literatura Raúl Urbina Fonturbel Acústica Es una rama de la física que estudia la naturaleza y propiedades de los sonidos en general (energía acústica). Los sonidos del habla no son más que una de las posibles formas o manifestaciones de esa energía. En efecto, la transformación de energía puede provenir de causas naturales (el sonido producido por el movimiento de los olas del mar o causas artificiales (el sonido al tocar un instrumento musical). 1

2 Fonética acústica Es una disciplina lingüística dentro de la fonética.que tiene por objeto la descripción y explicación de la naturaleza y propiedades de los sonidos (energía acústica) que se utilizan en las lenguas naturales. Estudia los sonidos del habla en tanto que ondas sonoras que transmiten el mensaje previamente codificado por el emisor. El elemento del circuito de la comunicación implicado es el canal. Acústica del sonido Estudia la onda sonora de los sonidos del lenguaje y describe sus índices acústicos. Entre la producción del sonido por los órganos articulatorios y su percepción por los auditivos media un espacio que es el de su transmisión a través de un medio portador, que, en nuestro caso, es el aire. Realmente, la naturaleza de la transmisión del sonido articulado no difiere en nada, desde el punto de vista físico, de la de cualquier otro. 2

3 Fases de la producción del sonido PRODUCTORA O FUENTE Creación de un movimiento vibratorio, por cualquier agente, en un medio (sólido, líquido o gaseoso). RADIACIÓN Comunicación de este movimiento al cuerpo que va a servir de transmisor. PROPAGACIÓN De este movimiento a través del cuerpo transmisor (en nuestro caso, el aire). RECEPCIÓN Llegada al oído de ese movimiento bajo la forma de cambios de presión en las partículas del aire. El sonido ejerce su acción sobre los nervios auditivos que, a su vez, provocan una determinada sensación en el cerebro. PERCEPCIÓN Identificación e interpretación de esas sensaciones en el cerebro. Una estrecha relación Características articulatorias del sonidos (emisor) Propiedades acústicas del sonido (canal) Percepción del sonido por parte del receptor 3

4 Distinción entre acústica y psicoacústica ACÚSTICA Opera con parámetros físicos, materiales. Obedece únicamente a leyes físicas. Es objetiva. Se habla de energía acústica. No depende de la psicoacústica. PSICOACÚSTICA (FON. PERCEPTIVA Conjuga los parámetros físicos (sensación) con los psicológicos (percepción). Se atiene a leyes psicofísicas relativas: dependen del sujeto y de su capacidad perceptiva. Se habla de sonido como sensación perceptiva de la energía acústica. Depende de la acústica. Utilidad de la fonética acústica Aporta precisión al estudio de los sonidos del habla. Permite confirmar las características articulatorias y/o perceptivas. Proporciona datos cuantitativos. Estos datos son útiles en ámbitos como: La fonética forese: la identificación de una persona por su voz en contextos judiciales. Las tecnlogías del habla: Identificación de locutores. Identificación de la variedad lingüística. Reconocimiento de voz (dictado automático). Síntesis del habla: lectura automática de textos 4

5 La onda En nuestra vida cotidiana, estamos rodeados de ondas: radioeléctricas, microondas, ondas luminosas Un ejemplo muy gráfico: las ondas formadas en el agua: es necesaria una perturbación (una piedra, un pato, una barca). Hay otro tipo de ondas que no son visibles, aunque podemos percibir sus efectos: los alimentos se calientan, escuchamos la radio o vemos la tele, escuchamos a las personas que nos hablan El medio El medio es la sustancia o materia que transporta la onda de un lugar a otro. En el caso de una onda sonora el medio suele ser el aire. Se puede definir el medio como una serie de moléculas interconectadas o que interactúan. Las interacciones entre las moléculas del medio son las que permiten que la onda se desplace a través del medio. A medida que una onda se mueve a través de un medio, está transportando energía de un extremo al otro del medio. Las ondas son un fenómeno que transporta energía, pero no materia. A diferencia de lo que ocurre. cuando golpeamos una bola de billar: hay transporte de energía y de materia. Definición de onda Una perturbación que viaja a través de un medio transportando energía de un lugar a otro sin transportar materia. 5

6 Producción de una onda (1) Para generar una onda y que ésta transporte energía, es necesario que en algún lugar del medio se haya producido un desplazamiento inicial de una de las moléculas del medio: Perturbación del medio Aportación de energía Ese desplazamiento o perturbación siempre es consecuencia de la actuación de un objeto con capacidad de vibrar: Cuerpo elástico Fuente de la onda El cuerpo elástico imprime movimiento en la primera molécula del medio y así inicia la onda. Elasticidad del medio: capacidad para deformarse. Foco: primera molécula del medio afectada por la perturbación; molécula en la que se inicia la onda. Producción de una onda (2) Basta con que una molécula del medio sea desplazada para que el proceso se desencadene. Esa molécula desplazada empuja a su vez a las que están a su lado, y as sucesivamente. Siempre hay una posición de reposo o equilibrio, anterior a la perturbación, a la que vuelven las moléculas del medio una vez que el efecto de aquélla ha cesado: la inercia es la fuerza que actúa sobre las moléculas para que vuelvan a su posición inicial de reposo. 6

7 Fases en la producción de una onda Estado de reposo o equilibrio Antes de que se produzca el desplazamiento inicial, las moléculas del medio mantienen un espacio equidistante entre ellas. Zona de comprensión o presión alta Como consecuencia del desplazamiento, las moléculas afectadas se acercan a otras. Zona de rarefacción o presión baja Cuando dichas moléculas regresan a su posición de reposo, el espacio entre estas moléculas y las que han sido desplazadas por ellas aumenta. Una onda es un movimiento vibratorio repetido Ese movimiento de ida y vuelta de las moléculas de y a su posición de reposo constituye una vibración. Cuando se produce de forma repetida, da lugar a una onda. Es decir, también podemos decir que una onda es un movimiento vibratorio repetido. Ese movimiento es el que posibilita el transporte de energía a través de un medio. En el caso de un instrumento de cuerda, cuando alguien pulsa las cuerdas se inicia la vibración que dará como resultado el sonido característico del instrumento. 7

8 Las ondas en los sonidos del habla El objeto vibrante o cuerpo elástico que suele desencadenar la onda sonora o movimiento vibratorio son los repliegues vocales. La vibración de los repliegues vocales es la fuente de la onda sonora. El aire procedente de los pulmones, a su paso por la cavidad glótica (laringe), hace vibrar los repliegues vocales, si éstos se encuentran en la posición adecuada (juntos). Esta vibración de los repliegues vocales provoca que las moléculas de aire próximas inicien a su vez un movimiento vibratorio que, repetido, constituye la onda sonora. Propagación de una onda A partir de esa vibración inicial, el resto de moléculas del medio en contacto con las primeras moléculas afectadas se pone también a vibrar. Cuando este movimiento se produce de forma repetida da lugar a una onda y transmite energía. Este contagio del movimiento vibratorio de unas moléculas a otras recibe el nombre de propagación. El aire es el medio más habitual de propagación de una onda sonora, aunque no el único. El sonido se propaga en todas las direcciones con una velocidad constante. Las ondas sonoras pierden energía a medida que se propagan por un medio, ya que mover las moléculas del medio consume energía. La energía desciende a medida que nos alejamos del foco o lugar donde se ha producido la perturbación. 8

9 Tipos de ondas sonoras Según la regularidad de las vibraciones. Según el número de vibraciones. Tipos de ondas según la regularidad de las vibraciones ONDAS SONORAS PERIÓDICAS Son aquellas en las que el número de vibraciones por unidad de tiempo es constante. Se repiten a intervalos regulares. La repetición es la característica más importante de todo fenómeno periódico. ONDAS SONORAS NO PERIÓDICAS Son aquéllas en que no es constante el número de vibraciones por unidad de tiempo. No se repiten a intervalos regulares. Esta ausencia de patrón de repetición es su característica más importante. 9

10 Tipos de ondas según el número de vibraciones ONDAS SONORAS SIMPLES Resultan de una única vibración. Son siempre periódicas. También reciben el nombre de movimiento vibratorio armónico simple. Únicamente en nuestra infancia podemos generar este tipo de ondas sonoras. ONDAS SONORAS COMPLEJAS O COMPUESTAS Resultan de la interacción de varias vibraciones simples simultáneas. Pueden ser periódicas o aperiódicas. Son el tipo de ondas sonoras habituales en el habla. Longitud de onda Amplitud Propiedades que sirven para caracterizar una onda sonora Tiempo Frecuencia Período 10

11 Longitud de onda (λ) Es la distancia del medio que recorre una molécula para realizar un ciclo o vibración completa. Tiempo (T) Duración del movimiento vibratorio. Depende de la fuerza aplicada inicialmente y de la resistencia que ofrezca e medio en el que se produce la vibración. El habla transcurre de forma muy rápida: una media de siete segmentos por segundo. Unidad para medir la duración de los segmentos: el milisegundo (1 ms = 0,001 s) 11

12 Período (P) Es el tiempo empleado por una molécula en realizar un ciclo o vibración. Se expresa en unidades de tiempo: segundos por ciclo. Frecuencia (F) Es el número de ciclos realizados por unidad de tiempo por una molécula. Se mide en Herzios (Hz) o ciclos por segundo (cps): 1 Hz = 1 cps Es una de las propiedades más importantes para caracterizar los sonidos del habla. Umbral de audición El oído humano puede captar ondas sonoras entre Hz. Animales que pueden captar ultrasonidos: perros ( Hz), gatos ( Hz), murciélagos (hasta Hz), delfines (hasta Hz). Animales que pueden aptar infrasonidos: elefantes ( Hz). 12

13 Período y frecuencia son propiedades relacionadas entre sí Relación inversamente proporcional: F : 1/P P: 1/F. Cuando la frecuencia aumenta, el período disminuye, y viceversa. Amplitud (A) Es la elongación máxima o punto de la onda más distante al eje: distancia desde la posición de reposo hasta el punto de máximo alejamiento alcanzado por una molécula del medio. Se mide en unidades de presión (unidades físicas: W/m 2 ) o de intensidad (unidades de percepción: decibelios, db). Es una característica muy importante para caracterizar los sonidos del habla. 13

14 Gráfico de la amplitud Clasificación acústica de los sonidos del habla (1) Sonidos periódicos complejos o compuestos Vibración de los repliegues vocales + resonancia (armónicos) Vocales Nasales Aproximantes Laterales Vibrantes Sonidos aperiódicos Impulsionales Cierre y explosión en el tracto vocal Oclusivas Continuos Fricción en el tracto vocal Fricativas 14

15 Clasificación acústica de los sonidos del habla (2) Fuente Filtro Clase de sonidos Periódica Oral, fijo Vocales orales Periódica Oral, fijo + Nasal, fijo Vocales nasalizadas Aperiódica continua Oral, fijo Fricativas sordas Aperiódica impulsional Oral, variable Oclusivas rodas Aperiódica continua + periódica Aperiódica impulsional + periódica Aperiódica impulsional + periódica Aperiódica continua + periódica Aperiódica contiua o impulsional + periódica Oral, fijo Oral, variable Nasal, fijo + Oral, variable Oral, fijo Oral, variable o fijo Fricativas sonoras Oclusivas sonoras Nasales Laterales Vibrantes Oscilográfico De intensidad Métodos de análisis acústico Espectral (FFT, LPC) Melódico Espectrográfico 15

16 Oscilograma Muestra la evolución de la amplitud de un sonido (eje vertical) a lo largo de un tiempo (eje horizontal). Sirve para analizar: la sonoridad, el acento, el ritmo y las pausas. Ejemplos de oscilogramas 16

17 Análisis espectral FFT El espectro FFT (Fast Fourier Tramsform) muestra la frecuencia (eje horizontal) y la amplitud de los armónicos (eje vertical) en un momento determinado del tiempo. Sirve para analizar la sonoridad y el timbre. Ejemplo de espectro FFT 17

18 Análisis espectral LPC Un espectro LPC (Linear Predictive Coding) muestra la frecuencia (eje horizontal) y la amplitud (eje vertical) de las resonancias del tracto vocal en un momento determinado de tiempo. Sirve para analizar el timbre. Ejemplo de espectro LPC 18

19 Espectrograma Muestra las variaciones de frecuencia e intensidad a lo largo del tiempo: frecuencia (eje vertical), intensidad (escala de grises), tiempo (eje horizontal). Sirve para analizar la sonoridad, duración, estructura formántica, intensidad, pausas, acento y ritmo. Ejemplo de espectrograma 19

20 Análisis melódico Una curva melódica muestra la variación de la frecuencia fundamental (eje vertical) a lo largo del tiempo (eje horizontal). Sirve para el análisis de la melodía, el acento y la entonación. Ejemplo de análisis melódico 20

21 Análisis de intensidad Una curva de intensidad muestra la variación de la intensidad (eje vertical) a lo largo del tiempo (eje horizontal). Sirve para el análisis de la intensidad, el acento, el ritmo y las pausas. Ejemplo de análisis de intensidad 21