1. ماهية الصوتيات الفيزيائية

تدرس الصوتيات الفيزيائية المميزات الصوتية لأصوات لغة ما ،مثلا الصوت [s] له تردد أعلى من الصوت [f] (Ahmed Bououd ,2009 ,P05)

و منه تعمل الصوتيات الفيزيائية على اكتشاف الخصائص الفيزيائية للظواهر الاهتزازية و التموجية الموجودة في الأصوات اللغوية و يهتم بالأصوات اللغوية عند خروجها من الجهاز الصوتي و انتشارها في الهواء أي في تلك الفترة التي تمتد من زمن حدوثه إلى زمن استقباله (خولة طالب الإبراهيمي ،2006 ،ص44)

أي يدرس الأصوات أثناء انتقالها من فم المتكلم إلى أذن السامع ،بمعنى دراسة الذبذبات الصوتية ،و يحللها من حيث القوة و الضعف ،كما أنه يقوم في الوقت نفسه بتحليل الموجات الصوتية من حيث العلو ،و اتساع ،و دراسة تردد الصوت ، و درجته و غيرها من الموضوعات المرتبطة بالعلوم الطبيعية (بن زروق نصر الدين ،2011 ،ص26)أي يدرس الأصوات أثناء انتقالها من فم المتكلم إلى أذن السامع ،بمعنى دراسة الذبذبات الصوتية ،و يحللها من حيث القوة و الضعف ،كما أنه يقوم في الوقت نفسه بتحليل الموجات الصوتية من حيث العلو ،و اتساع ،و دراسة تردد الصوت ، و درجته و غيرها من الموضوعات المرتبطة بالعلوم الطبيعية (بن زروق نصر الدين ،2011 ،ص26)

باختصار هو العلم الذي يدرس الخصائص الفيزيائية للصوت دراسة علمية تجريبية

مفهوم الصوت من الناحية الفيزيائية :

يعرف الصوت من هذه الناحية –الفيزيائية- على أنه كل اهتزاز فيزيائي قادر على ايقاظ انتباه سمعي، حيث تولده هذه الاهتزازات الفيزيائية ارتجاجات(ébranlement)، لجزيئات وعناصر الوسط المادي الذي تتنتقل فيه و تقاس بوحدة Hz. (Philipe Dé jonchère , 1980, P 18)

2. الخصائص الفيزيائية للأصوات

هناك ثلاث خصائص مميزة للصوت و هي الشدة ،الارتفاع و الطابع.

2.1. الشدة

أو الضغط الصوتي الفيزيائي ،و هي الطاقة المنتجة من طرف الحنجرة و تحدد سعتها و تقاس بالديسيبال (db) ،كما تتغير شدة الصوت مع الضغط تحت مزماري بحيث لا يمكننا إنتاج صوت قوي دون ضغط تحت مزماري مهم . إن الإحساس الصوتي بالشدة، يكون مرتبط بالمدى الفيزيائي للاهتزاز، فالإحساس بقوة الصوت يتغير حسب التردد و حسب الشخص، و الإدراك السمعي لقوة الصوت يتأثر بين الفرد و الإحساس المرهف للصوت فالتقدم في السن ينتج عن تراجع في الوظائف السمعية للفرد، كثقل القدرة على إدراك الصوت.

 فالصوت الذي يبلغ تردده 30 Hz، يحتاج الى شدة قوية لإدراكه مقارنة بصوت يبلغ تواتره 1000 Hz، حتى أن الصوت ذو التواتر 30 Hz يمكن أن يكون غير مسموع من طرف الفرد ،كما أن الشدة تكون مرتبطة أكثر بالتواترات النغمية أكثر من التواترات الأساسية.

عموما و حسب Husson فإن الشدة تكون :
30 dBبالنسبة إلى الحديث الهادئ
60 dB بالنسبة إلى الغناء
70 dB بالنسبة إلى النداء
80 dB بالنسبة إلى خطاب جمهور غفير
120 dB بالنسبة إلى ضجيج في أعلى حده.

2.2. الارتفاع

و هو يعني تطبيقيا عدد الفتحات المزمارية في الثانية ،و منه فالارتفاع يوافق اهتزاز الأوتار الصوتية هذا الاهتزاز الذي له سعة متغيرة ،إذا كان الاهتزاز سريعا يكون لدينا صوت حاد ،إذا كان لدينا اهتزاز بطيء يكون لدينا صوت غليظ. هذا الارتفاع هو الذي يوظف التواتر الأساسي، أي عدد الدورات الانفتاح و الانغلاق للوترين الصوتيين في الثانية ،كما يتعلق بسرعة اهتزاز الوترين وتقاس باهرتز"Hz"، وهي في تغير مستمر، فتواتر أي صوت هو التغير الحاصل في الضغط الموافق لهذا الصوت. و باختصار هو عدد الاهتزازات في الثانية الواحدة ،أو عدد الموجات التي تمر بنقطة معينة في مسار الحركة الموجية في زمن قدره واحد ثانية .

و يمكن حساب الارتفاع من المعادلة التالية

حيث f يمثل الارتفاع أو التردد
و t يمثل الزمن الدوري

تكون التواترات على الشكل التالي:
تواتر صوت الرجل:100 و 150Hz .
 تواتر صوت المرأة:200 Hz.
تواتر صوت الطفل: 300 و 450 Hz. (A.Ronson, 1983, P 120)

2.3. الطابع

و هو اللون الخاص الذي يأخذه الصوت عند خروجه من الفم ،و يعتبر خاصية مهمة للصوت و حسب الطابع نستطيع التعرف على الشخص عند سماع صوته ،و يتعلق هذا الأخير بحجم التجاويف الرنينية و شكلها و يعطى لكل واحد شخصيته الصوتية (Mélanie Aymard,2012,P50 ) و يعرف كذلك بالصفة الجوهرية الذاتية التي يمتاز بها صوت عن صوت أخر عند الادراك يمكن تعريفه على أنه "عدد التغيرات الحاصلة في الشدة النغمية، على المنحنى الصوتي، فالـ: « spectrogramme »يسمح برؤية نوعية الطاقة المنتجة من طرف الحنجرة.

و هناك من يضيف المدة أو الزمن الدوري و هو الزمن الذي يستغرقه الجسم المهتز في عمل اهتزازة كاملة .

3. سرعة الصوت

و هي السرعة التي يستغرقها الصوت في الفضاء و تقدر في الهواء بـ 331 م/ثا و هذا عند درجة الحرارة 0°.

4. الموجة الصوتية

و نقصد بالموجة الاضطراب الذي ينتقل في اتجاه معين و بسرعة معينة ،ولا يستلزم ذلك انتقال جزيئات الوسط الذي تسري فيه الموجة ،بل إن الجزيئات تتحرك حركة اهتزازية دورية حول مواضع استقرارها ،كما تعرف على أنها اضطراب لحظي ينتقل في الوسط المحيط بمصدر الاضطراب في اجاه معين و بسرعة معينة و يقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشاره.كما أن الموجات تحمل الطاقة من مكان إلى أخر و ليس المادة .

4.1. الحركة الموجية الميكانيكية

هي الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط حول مواضع اتزانها في اتجاه مواز لاتجاه انتشار الحركة الموجية و تتكون من تضاغطات و تخلخلات.و الموجات الصوتية هي من نوع الموجات الميكانيكية و هي التي تحتاج لوسط مادي لانتشارها ،حيث تصنف على أنها موجات طولية أي أنها من تضاغطات و تخلخلات.

4.2. الطول الموجي

و المسافة بين مركزي تضاغط متتاليين في اتجاه انتشار الموجة بمعنى لهم نفس الازاحة و نفس لاتجاه

4.3. تصنيف الموجات الصوتية حسب التردد

الموجات التحت صوتية: (les infra son)

وهو الصوت الذي يكون تردده أقل من 20hz، حيث لا تستطيع الأذن البشرية سماعه أو الاحساس به.

الموجات الفوق صوتية:(les ultra son)

وهو الصوت الذي يكون تردده أعلى من مدى السمع البشري، يدرك من طرف الأذن وفي كثير من الأحيان يلحق الأذى بها، فهو يفوق 20،000Hz.

المجال السمعي : (le son audible)

وهو الذي يتراوح بين 20 و 20,000 Hz أي الذي يكون ضمن العتبة السمعية للأذن

4.4. تصنيف الموجات الصوتية حسب الحركة الموجية

لموجات الصوتية المنتظمة :و هي موجات لها نفس التردد مثل الموجات الصادرة عن الشوكة الرنانة .
الموجات المركبة :و هي عبارة عن أكثر من موجة بسيطة واحدة لكنها مدمجة مع بعضها.
الموجات غير المنتظمة :و هي التي تمثل نفس النمط من التردد كأصوات الامواج.

5. البواني الصوتية

و يقصد بالبواني الصوتية التغيرات التي تحدث للتردد الأساسF0 لصوت ما على مستوى التجاويف الفوق مزمارية ،بمعنى أن التجاويف الرنينية تضفي على التردد الأساس سمات لم تكن موجودة أصلا ،و أهمها F1.F2 . و هذا و بصورة خاصة بالنسبة للصوائت أما الصوامت فتشتمل على أكثر من 03 بواني (من 4 إلى 6 بواني )

في جهاز المطياف البواني الصوتية تظهر بأشرطة أفقية سوداء بحيث درجة السواد نمثل شدة الصوت (كلما قلت شدة الصوت أصبح الشريط فاتح )للتمييز بين الحركات نستعمل ثلاث بواني صوتية F1 .F2. F3 .

أثناء انفتاح التجويف الفمي يحدث ارتفاع حجم التجويف الفمي و منه انخفاض قيمة F2 و في نفس الوقت يحدث تقليص حجم التجويف الحلقي و بالتالي ارتفاع قيمة البنية الصوتية F1

6. الخصائص الفيزيائية للأصوات اللغوية

أصوات دون تمثيل طيفي

و نقصد بها الأصوات الوقفية /الشديدة و ذلك لكون الأنف و الفم مغلقين أثناء النطق بهذه الأصوات و منه لا يوجد مخرج للصوت باستثناء الموجات الصادرة عن الوترين الصوتيين .و التي تخترق الجهاز الصوتي عندما يكون الصوت مجهورا ،و تكون ضعيفة جدا ،أما الأصوات المهموسة ف يصدر عنها صوت.

الأصوات ذات ترددات غير منتظمة و المنتظمة

ونقصد بالأصوات الغير منتظمة الأصوات احتكاكية المهموسة و ذلك لأنه أثناء نطق هذه الأصوات يحدث أن يضيق موضع ما في الجهاز الصوتي لدرجة تسمح للهواء الخارج من هذا المخرج بأن يضطرب عشوائيا محدثا موجات غير منتظمة تظهر في رسوم الطيف على شكل حزمة صوتية ذات تردد و عرض معين.
أما الأصوات المجهورة الاحتكاكية فهي خليط من الموجات المنتظمة الناتجة عن تردد الوتران الصوتيان و الموجات الغير منتظمة الناتجة عن اضطراب الهواء الخارج من مخرج الصوت.
أما الأصوات المجهورة و كذا الصوائت و أشباه الصوائت و الجانبية و الأنفية فهي أصوات ذات موجات منتظمة (الوتران الصوتيان)