Vokalformanten

Eine völlige Gleichheit des Rohrquerschnittes wie beim Modell ist beim menschlichen Ansatzrohr aufgrund seiner Vielgliedrigkeit jedoch nicht gegeben. Die auftretenden Resonanzen der Luftsäule, die Formanten, sind daher keine diskreten Werte, sondern Resonanzbereiche,   die durch ihre Mittenfrequenzen   angegeben werden. Nach der Frequenz-Wellenlängen-Schallgeschwindigkeitsgleichung   mit , lassen sich für das neutrale Ansatzrohr   ( neutrale Einstellung, d.h. keine spezifischen Einengungen oder übermäß igen Erweiterungen durch artikulierende Organe im menschlichen Ansatzrohr ) mit mittlerer Ansatzrohrlänge die ersten drei Mittenfrequenzen der Luftsäule berechnen : passt in Rohrlänge l, d.h.

Allgemein gilt :

Die Resonanzen mit diesen Mittenfrequenzen sind die ersten drei Vokalformanten des idealen Neutralvokals    ( Zentralvokal, Indifferenzvokal, Murmelvokal, Schwa-Laut ).         Die Lage der ersten beiden Vokalformanten   kann durch Formänderung im Ansatzrohr ( Mundöffnung, Zungenstellung,Ansatzrohrlänge, s.u. ), also durch Artikulation stark verändert werden, der 3. Formant ist schon weniger variabel. Von dem 4. aufwärts sinkt die Variabilität der Formanten dann rapide ab.

Wie sich Formveränderungen des Ansatzrohres auf die Mittenfrequenzen der Formanten auswirken, d.h. wie sie als Formantverschieber   wirken, beschreiben folgende 4 Regeln :

1. Die Längeregel   : Es gilt je kürzer das Ansatzrohr, umso höher die Frequenzen der Vokalformanten. Bei der Frau ist das Ansatzrohr im Durchschnitt etwa 15 % kürzer als das des Mannes, daher liegen die Mittenfrequenzen der Formanten des Neutralvokals im Durchschnitt bei . Beim kleinen Kind beträgt die Länge des Ansatzrohres etwa die Hälfte der des erwachsenen Mannes, folglich sind doppelt so hoch wie beim Mann. Beim natürlichen Sprechen/Sprecher kann z.B. durch Lippenvorstülpung und ( geringe ) Kehlkopfanhebung eine Formantenabsenkung erreicht werden.
2. Die Regel der Verengung im Ansatzrohr  : Abhängig vom Ort der Engebildung wird Einfluß auf oder genommen. Verengung in der vorderen Ansatzrohrhälfte ( in der Mundhöhle ) erniedrigt den Wert von , daher haben [ i: ] und [ u: ] den niedrigsten . Den entgegengesetzten Effekt mit steigendem bewirkt eine Engebildung im pharyngalen Teil, daher hat [ a ] den höchsten . Aus der Verengung des vorderen Teils des Mundhohlraumes resultiert eine Erhöhung der Frequenz von , bei der des hinteren Teils dagegen sinkt die Frequenz von .
3. Die Regel der Lippenrundung   : Verengende Lippenrundung ( mit meißt schwacher Vorstülpung ) bewirkt eine Frequenzabsenkung aller Formanten, der Einfluß auf und ist größer als auf . Z.B. hat der mit starker Lippenrundung ( labial ) gebildete Langvokal [ y: ] mit einen viel niedrigeren als der ohne Lippenrundung ( illabial ) artikulierte Langvokal [ i: ] mit .
4. Die Regel der Kieferwinkelöffnung  ( auch angegeben durch Öffnungsgrad und Gespanntheit ) : Je größer der Kieferwinkel ( o.a.: mit Tendenz zu offen und ungespannt ), desto höher die Frequenz von , deshalb ist bei Langvokalen mit kleinem Kieferwinkel niedriger als bei den Kurzvokalen mit offenem.

Das akustische Vokalsystem     läßt sich somit erklären als Verschiebung der Resonanzen ( Formanten ) des neutralen Rohres aus der neutralen Lage durch geometrische Änderungen ( des Rohrquerschnittes und der Länge ). Eine Tabelle mit den ersten zwei Formanten von deutschen Vokalen aus artikulatorischen Kontexten ( mit gerundeten statistischen Mittelwerten nach RAUSCH 1972 ) ist in [3], Seite 124, Tab. 8 zu finden. Eine graphische Darstellung dieser Werte liefert das sogenannte akustische Vokalviereck     ( Matrix der -Variation zur -Variation, s. [3], S. 126, Abb. 39 ).

 
Abbildung 2.16: Akustisches Vokalviereck der dt. Vokale

Eine artikulatorische Einteilung der Vokale hingegen stellt das artikulatorische Vokalviereck ( Vokaltrapez, Vokaldreieck )         der deutschen Laute ( z.B. nach MARTENS 1977 ) dar ( siehe 2.1.5, Seite ).