Je leest:

In de juiste stemming?

In de juiste stemming?

Auteur: | 1 november 2003

Wanneer jonge mannen de baard in de keel krijgen wordt hun stem een octaaf lager. Ook jonge vrouwen ondergaan tijdens de puberteit een soort van stemwisseling door de werking van de hormonen. Hun stem verandert maar met drie of vier halftonen.

Geluid ontstaat in het strottenhoofd dat een verbinding vormt tussen de luchtpijp en de keelholte. In het strottenhoofd liggen de stembanden. Dit zijn twee plooien die door spieren naar elkaar gebracht kunnen worden (fig. 1). Bij gewoon in- en uitademen is de luchtpijp open. Bij het spreken sluit en opent de stemspleet zich. Hierbij laten ze periodiek kleine hoeveelheden lucht door. We horen een toon die bij een volwassen man ligt tussen de 80 en 200 Hz, bij een vrouw tussen de 200 en 400 Hz. Bij kleine kinderen is de frequentie soms nog hoger.

Bij een verkoudheid klinkt je stem hees. Dan sluiten de stembanden bij het spreken niet goed af waardoor er teveel lucht ontsnapt. Maar wie een boer laat, laat de lucht niet uit de luchtpijp komen, maar uit de slokdarm. Sommige mensen die bijvoorbeeld keelkanker hebben gehad en daarom hun strottenhoofd niet meer kunnen gebruiken, hebben zich getraind om op de luchtstroom uit de slokdarm te praten.

Figuur 1. Het strottenhoofd (de larynx) ligt onder de keelholte en vormt de ingang van de luchtpijp.Het strottenhoofd is opgebouwd uit kraakbeen, spierweefsel en slijmvlies. Bron:Dijkzigt ziekenhuisKlik op de afbeelding voor een grotere versie

De baard in de keel

Het stemgeluid bestaat uit luchtdrukwisselingen. De stembanden zorgen hiervoor door het afwisselend blokkeren van de luchtstroom uit de longen. Er ontstaat zo een samenspel tussen de ademdruk en de biomechanische eigenschappen van de stemplooien die er toe leidt dat de stemspleet volgens een bepaald trillingspatroon open en dicht gaat. Het openen en sluiten van de stemspleet is dus niet afhankelijk van snelle spiersamentrekkingen. Tijdens de puberteit beginnen de stembanden van jongens nogmaals te groeien. Ze worden niet alleen 1 centimeter langer, maar ook dikker. Hun strottenhoofd kan tot 40 procent aangroeien. De stemplooien trillen nu langzamer en er ontstaat een diepere stem. Bij een zachte stem blijft de stemspleet in een cyclus langer open dan dicht. Terwijl ze bij een luide stem de helft van de tijd gesloten blijft.

Vorming van klinkers

De vorming van klinkers gebeurt in een aantal resonantieholten: de mond-, neus- en keelholten. In dit klankkanaal, ook wel aanzetstuk genoemd, komen staande golven tot ontwikkeling waarvan de golflengten afhangen van de vorm van die holten. Bij snaren ligt de resonantiefrequentie vast door lengte, spanning en massa. Maar de vorm van mond- en keelholte kan gevarieerd worden. Stand van de tong, vorm en tuiting van de lippen, plaats van de tanden en de vorm van het gehemelte zijn enkele van de factoren die hier ook van invloed zijn. Zelfs een verkoudheid kan hierbij een belangrijke rol spelen. Als de neus-keelholte vol zit met snot, zal je stem anders klinken.

De manier waarop het menselijk spraakorgaan klinkers van onze spraak produceert werd in 1863 voor het eerst beschreven door Hermann von Helmholtz (1821 – 1894) in zijn Lehre von den tonempfindungen. Hij was professor fysiologie in achtereenvolgens Königsberg, Heidelberg en Berlijn. Hij was zowel geïnteresseerd in de geneeskunde als in de fysica. Hij toonde aan dat een trillende snaar een geluidsspectrum produceert die bestaat uit een grondtoon en een aantal boventonen. De onderlinge sterkte van de verschillende harmonischen bepalen de klankkleur of timbre van het instrument.

De voor een klinker karakteristieke frequenties ontstaan door selectieve demping en versterking van een bepaalde combinatie van frequenties. Deze resonantiefrequenties worden formanten genoemd. In de tabel vind je de eerste drie formantfrequenties voor enkele Engelse klinkers. De twee laagste formantfrequenties bepalen in hoofdzaak welke klinker gehoord wordt.

Muziekwereld

De bouw van het strottenhoofd bepaalt de mogelijkheden van een stem. Zo kennen we in de popmuziek het raspend keelgeluid van artiesten als Tom Waits of Leonard Cohen. Terwijl Ilse Delange een ietwat hese stem heeft.

Van de klassieke muziek weten we dat afhankelijk van de hoogte en van de aard van de stem er verschillende stemtypes bestaan. Zo onderscheiden we – gaande van hoog naar laag – sopraan, alt, tenor, bas. De toonhoogten liggen tussen de 60 Hz bij een diepe basstem tot 1500 Hz bij een sopraan. Tenoren voor een heldenrol hebben een grote dramatische stem, een lyrische tenor beschikt over een lichte stem en een buffo tenor voor vrolijke rollen over een zeer beweeglijke heldere stem.

Aan een stem kan men iemands stemming herkennen, ouderdom of geslacht. De stem is zo persoonlijk als een vingerafdruk. Kortom: ieder vogeltje zingt zoals het gebekt is.


Prangende vraag: Waarom krijgt iemand die helium inademt een hoog stemmetje?

De fysische grootheid die de toonhoogte van een geluid bepaalt is de frequentie f. Zo is de toonhoogte afhankelijk van de geluidssnelheid v en zijn golflengte L:

f = v/L

De snelheid van het geluid verschilt per materie. In lucht bij 20 oC bedraagt de geluidssnelheid 343 m/s. In lichte gassen zoals helium is die veel hoger, namelijk 1005 m/s. De golflengte hangt in het geval van de menselijke stem af van de vorm van de resonantieholte en is niet van de materie afhankelijk. Bij een andere snelheid van het geluid hoort automatisch een andere frequentie. Bij een hogere geluidssnelheid klinkt een stem dus hoger. -————————————————————————————————————-

Dit artikel is eerder verschenen in nummer 6 uit de jaargang 2003 van het blad Archimedes.

Dit artikel is een publicatie van Archimedes.
© Archimedes, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 november 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.