message=Azt a jelenséget, amikor egy közeg egy másik közeg rezgéseitől maga is rezegni kezd, kényszerrezgésnek nevezzük. A rezgésbe hozandó, gerjesztett test vagy rendszer neve: rezonátor. A kényszerrezgés frekvenciáját mindig a gerjesztett test saját rezonanciafrekvenciája szabja meg. A rezonancia jelensége akkor lép fel, amikor a gerjesztő jel frekvenciája megegyezik a rezonátor saját rezonanciafrekvenciájával, vagy annak a közelében van. A rezonátor saját frekvenciája az a frekvencia, amellyel az nyugalmi helyzetéből kimozdítva szabad rezgést végezne. Ez a frekvencia megegyezik azzal az értékkel, amelyen a rezonátor a leghatékonyabban rezeg. Pontosabban a rezonátort egy frekvenciasávval szokás jellemezni, melynek szélessége a rezonanciafrekvenciától balra és jobbra az amplitúdó csúcsértékének 70,7 százalékáig terjed.
Ha például egy rezonátor saját frekvenciája 800 Hz, az azt jelenti, hogy a rezonátor kimeneti jele 800 Hz-en rezeg maximális amplitúdóval (ezt az értéket tekintsük egynek). 700-900 Hz között a kimeneti jel amplitúdója ennek az értéknek a 70,7 százalékánál nem kisebb, intenzitása legalább a fele a maximális intenzitásnak (dB-ben kifejezve: az intenzitás csökkenése nem nagyobb mint 3 dB). Ha egy ilyen rezonátorba egy sok azonos intenzitású harmonikus összetevőből álló hangot (gerjesztőjelet) vezetünk, akkor a kimeneti hang energiaeloszlása jelentősen módosul: spektrumában a 700-900 Hz közötti összetevők felerősödnek, az ezen a sávon kívül esők intenzitása csökken.
Azaz a rezonátor tulajdonképpen egyfajta szűrőként viselkedik. A rezonanciagörbéjének megfelelően bizonyos frekvenciákat felerősítve enged át, másokat viszont gyengítve, s ezáltal módosítja a hang karakterét, hangzását.
Az artikulációs csatorna mint rezonátor
A hangrésnél keletkező zöngéből a beszédhangot, (például az egyes magánhangzók jellegzetes hangminőségét) az artikulációs csatorna üregrendszerének rezonanciái alakítják ki. Az üregrendszer hangformáló hatását (ha eltekintünk az orrüregnek a rendszerbe alkalmanként bekapcsolódó mellékútjától), modellezhetjük egy a hangréstől a szájnyílásig terjedő puhafalú csővel. E megközelítés szerint a semleges magánhangzó (a sva hang, amit például az angol ahead szó elején ejtenek) esetében az artikulációs csatorna keresztmetszete gyakorlatilag azonos, akusztikai tulajdonságai megfeleltethetők egy az egyik végén (a hangrésnél) zárt, a másik végén (az ajkaknál) nyitott csőnek. Ha egy ilyen csőnek ismerjük a hosszát és a hang terjedési sebességét, akkor az alábbi képlet alapján meghatározhatók azok a frekvenciák, amelyeken a csőben állóhullámok alakulnak ki, azaz megadhatók a cső kiemelt erősítési helyei.
Fn = (2n-1)*c/4L, ahol
F = a cső saját rezonanciaértéke, az a frekvencia, amelyen a zönge összetevőit erősíteni fogja; ezt nevezzük a magánhangzó formánsának;
n = a formáns sorszáma (egy magánhangzóban 3-5 formáns alakul ki);
c = a hang sebessége (meleg, nedves levegőben ez 35000 cm/s);
L= a cső hossza cm-ben.
A rezonancia helyek az első, legalacsonyabb formánsfrekvenciájának páratlan számú többszörösei lesznek.
A férfiak artikulációs csatornájának átlagos hossza 17,5 cm. Ezzel az értékkel számolva az artikulációs csatorna első rezonanciahelye 500 Hz-en van, a második ennek a háromszorosánál, azaz 1500 Hz-en van és így tovább. Ha az artikulációs csatorna rövidebb (pl. 15 cm) akkor az első rezonancaihely magasabban lesz (583 Hz).
Más magánhangzók esetén az artikulációs csatorna alakja jobban közelíthető két egymás mellett elhelyezkedő, különböző keresztmetszetű csővel. A hátulsó és az elülső rezonátorüregek határát a nyelv jelöli ki. A határ ott helyezkedik el, ahol a nyelvhátat a legközelebb emeljük a szájpadláshoz. Ha a korábban ismertetett számítást a két üregre külön-külön alkalmazzuk, akkor a magánhangzó első formánsát az elülső üreg adja, a másodikét pedig a hátulsó üreg (ha a hossza nem éri el a 4 cm-t). Azonos hossz esetén a két üreg rezonanciahelyei is azonosak lennének. Ilyenkor azonban kapcsolt rendszerrel kell számolnunk, amelyben rezonanciahelyek értéke az akusztikai ellenállás miatt az üregek egymáshoz viszonyított keresztmetszeti arányának függvényében módosul.
A csőmodellek a rezonanciahelyek megállapításának meglehetősen leegyszerűsített, de matematikailag könnyen kezelhető eszközei. Az artikulációs csatorna valóságos geometriai alakja egy csőnél jóval bonyolultabb; az is túlegyszerűsítés, hogy az artikulációs csatorna egyik végén zárt lenne, hiszen a zöngeképzés megfelelő fázisa alatt az artikulációs csatorna lefelé is nyitott stb. Ezzel magyarázható, hogy a csőmodellek szerint számított és a gyakorlatban mért rezonanciahelyek között jelentősek lehetnek az eltérések.