Spraak bestaat uit klinkers en medeklinkers, maar een gezongen aria bestaat voornamelijk uit klinkers. Bij klinkers wordt de lucht door het strottenhoofd geperst waarbij de stembanden de lucht in trilling brengen. De trillende lucht verlaat de zanger via de geopende mond, en bereikt het oor van de luisteraar.

Resonantie

Welke trillingen maken we in spreken en zingen? Net als bij een muziekinstrument gaat het in eerste instantie om de grondtoon: de laagste frequentie van een snaar of het aantal malen dat de stembanden per seconde open en dicht gaan. Behalve deze grondtoon worden ook tonen gemaakt met een veelvoud van de frequentie van de grondtoon. Een pianosnaar die 100 keer per seconde trilt produceert een toon van 100Hz maar ook tonen van 200Hz, 300Hz, 400Hz etc. Deze veelvouden van de grondtoon (ook wel boventonen genoemd) zijn meestal niet allemaal even sterk. Hun belang wordt bepaald door de resonantie-eigenschappen van de klankkast van het muziekinstrument: dit is een van de redenen waarom de ene vleugel anders klinkt dan de andere, ook al zou je er dezelfde snaren in stoppen.

Hetzelfde geldt voor de mens. Wij hebben als klankkast onze mond- en keelholte. Twee mannen die allebei een /a/ uitspreken klinken toch anders omdat ze nu eenmaal een verschillende mond en keel hebben. Door de stand van de tong en de mond te veranderen, worden de onderlinge verhoudingen van de verschillende boventonen gewijzigd en klinkt er een andere klinker. Door articulatie maken mensen de verschillende klinkers en medeklinkers en kunnen ze praten. De ene klinker verschilt van de andere door de verschillende onderlinge verhoudingen van hun boventonen, die hun oorzaak vinden in verschillen in resonanties.

Formanten

Spraak en zang worden gekenmerkt door vijf van deze resonanties, die ook wel formanten worden genoemd, waarvan vooral de eerste twee de klinker bepalen. In Figuur 1 zien we de frequenties van de eerste twee formanten voor de klinkers in het Noord-Nederlands. De eerste formant onderscheidt onder andere de klinkers /a/ (als in laat) van /i/ ( lied) en /u/ ( hoed), de tweede formant is belangrijk voor het verschil tussen /i/ en /u/.

Hier komen we op een belangrijk punt voor het waarnemen van spraak en zang: de perceptie van de luisteraar wordt bepaald door de mate waarin het oor (en de hersenen) in staat zijn de positie van deze formanten te achterhalen. Hoe beter dit gaat, hoe beter de luisteraar de klinker “hoort”. Dit proces lijkt een beetje op het uitzetten van een weg: hoe meer punten van het tracé vastliggen, hoe duidelijker de weg bepaald is. Is alleen bekend dat de weg langs Utrecht en Nijmegen loopt, dan zijn er oneindig veel mogelijkheden, is van het tracé iedere meter een meetpunt bekend, dan ligt de weg vast.

Boventonen

Hetzelfde gebeurt bij het luisteren. Hoe lager de grondtoon, hoe meer boventonen in het gebied dat we voor spraak gebruiken (≈60Hz↔4000Hz). Immers een grondtoon van 100Hz (spreekstem van de man) heeft bij elk veelvoud van 100Hz een boventoon en dat zijn er in dit geval dus 39. Een vrouw (grondtoon van de spreekstem 200Hz) heeft er tot 4000 Hz “slechts” 19, maar dat is toch voldoende voor de luisteraar om met succes de formanten te kunnen schatten. Een operazangeres die zingt op een grondtoon van 800 Hz, heeft daarvoor maar 4 boventonen (1600, 2400, 3200 en 4000 Hz). Om als luisteraar dan de positie van de formanten (die aangeven welke klinker gezongen is) te bepalen, is bijna onmogelijk. Dat is de reden dat een operazangeres eigenlijk niet te verstaan is wanneer ze erg hoog zingt.

We zien dit duidelijk in Figuur 2. Het linker plaatje toont de boventonen (het spectrum) van een door een man gesproken /a/ (grondtoon ≈120 Hz), het rechter plaatje is van een klinker van de zangeres Maria Callas die op een grondtoon van ≈1000 Hz zingt. We zien de grondtoon (linker piek) en de boventonen (de overige drie duidelijke pieken) maar kunnen daaruit geen schatting maken van de positie van de formanten. We verstaan haar dus niet.

zie ook:

• Hoe fluit je een taal (Kennislinkartikel)
• Muziek volgens je moedertaal (Kennislinkartikel)
• Taal klinkt ons als muziek in de oren! (Kennislinkartikel)
• Glossolalie op het songfestival (Kennislinkartikel)