뉴사우스웨일스 대학교의 생물 물리학자이자 음향 전문가인 존 스미스는 이렇게 설명합니다. "먼 거리를 전파할 수 있는 이 소리는 사람의 채널과 귀에 강한 공감을 불러일으킬 수 있는 음조를 지니고 있다. 그것의 관통력은 매우 강하며, 그 주파수는 약 3000 헤르츠, 혹은 초당 3000 회 진동한다. 손톱이 칠판을 긁는 빈도와 비슷하다. "
대조적으로, 대부분의 사람들의 음성 주파수는 80 헤르츠에서 250 헤르츠의 온화한 범위 내에 있다.
그러면 큰 소리로 말하는 사람들은 어떻게 귀청이 터질 것 같은 고주파 소리를 낼 수 있습니까? 이 일을 이해하려면 먼저 발음의 원리를 이해해야 한다.
우리는 목구멍 (성대라고 함) 의 두 개의 얇은 점막을 빠르게 진동시켜 소리를 낸다. 이 성대들의 왕복 운동은 폐의 기류를 방해하여 소리의' 흡입' 을 일으킨다. 성대가 초당 100 회 앞뒤로 흔들리면 초당 100 Hz 의 주파수가 생성됩니다. 성대의 추가 운동 (예: 서로 충돌하는 경우) 은 기본 주파수보다 몇 배 많은 추가 주파수 (200 Hz, 300Hz, 400Hz 등) 를 생성합니다.
이러한 모든 주파수는 함께 채널을 통과하며, 그 모양에 따라 채널은 이러한 특정 주파수에서 공명합니다. 기관이 음파를 통과하는 진폭을 증가시키는 것처럼, 채널의 공진은 그 공진주파수를 확대하여 소리를 더 크게 한다.
이것이 비결입니다. 무의식적이든 의도적이든, 큰 소리로 말하는 사람들은 성대의 자연스러운 공감을 이용하여 음량을 높이는 법을 배웠습니다. 첫째, 성대가 약 3000Hz 의 고조파 주파수를 생성하는 것을 제어합니다. 여기에는 폐에서 더 강한 기류를 사용하고 성대를 제어한 다음 많은 수의 고주파 고조파를 생성하는 작업이 포함되며, 대부분의 사람들은 주로 저주파 고조파를 생성합니다.
둘째, 채널의 모양을 변경합니다. 성대 바로 위에 있는 채널을 줄이거나 제한함으로써 고주파 소리를 더 크게 만들기 위해 고주파 아래에서 공진합니다. 이런 소리의 개선은 인간의 귀에 민감하고 배경 소음이 적은 주파수 범위 내에서 나타난다.
스미스와 그의 동료들의 최근 연구에 따르면 가수들은 그들의 목소리를 더 좋게 하기 위해 그들의 채널을 비슷한 조정을 했다. 과학자들은 이미 어떻게 다른 음고에서 이 일을 할 수 있는지를 성공적으로 묘사했다. 미국 음향학학회지 (American Acoustics Association) 에 발표된 한 연구에 따르면 트럼펫 연주자조차도 자신의 목소리 공감을 조절하여 매우 높은 음표를 연주하고 있는 것으로 나타났다.