كثافة الهليوم أقل بسبع مرات تقريبًا من كثافة الهواء العادي. عن طريق استنشاق هذا الغاز الخامل الحبال الصوتيةويزداد تواتر اهتزازها ويصدر الصوت بنغمة مرتفعة. بالنسبة للبعض ، تشبه الأصوات صوت شخصية كرتونية ، والبعض الآخر يشبه صرير فأر أو حديث طفل. لكن ، على أي حال ، يصبح حول.

لكن بعد استنشاق فلوريد الكبريت - غاز ثقيل، وهي 5 مرات ، حتى الفتيات يبدأن في التحدث بصوت منخفض.

هل استنشاق الهليوم آمن؟

بشكل عام ، يعتبر آمنًا تمامًا ، حيث يدخل الأكسجين إلى جسم الإنسان مع الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب التعرف على الشخص الذي استنشق الهيليوم ، ربما باستثناء اللحظة التي يبدأ فيها بقول شيء ما.

والغاز نفسه لا يمكن تحديده - ليس له رائحة ولا طعم. ومع ذلك ، يمكن أن يسبب الهيليوم بعض الآثار الجانبية.

قد يعاني بعض الأشخاص من علامات نقص الأكسجين ، مثل الدوخة والصداع وصعوبة التنفس والغثيان. تهتز الحبال الصوتية عند استنشاق الهيليوم بتردد أعلى مما يسبب التأثير المطلوب ، ولكن نتيجة لذلك يمكن أن تتلف ، وتعتبر هذه العملية لا رجوع فيها.

يمكن أن يؤدي التنفس العميق والمتكرر لهذا الغاز الخامل إلى ظهور فقاعات الهيليوم في الدم. بمجرد وصولهم إلى الدماغ ، يمكن أن يسببوا سكتة دماغية وقد يكونون قاتلين.

قد يكون غير آمن والتشبع الفائق المعتاد للرئتين بالهيليوم ، عندما ينخفض ​​محتوى الأكسجين في جسم الإنسان بشكل كبير.

هنا آخر حقيقة مثيرة للاهتمام: إذا تم وضع الشخص مؤقتًا في غرفة مملوءة بالهيليوم فقط ، فسيختنق بعد فترة. هذا يرجع إلى حقيقة أن مثل هذا الغاز يحتوي فقط على أعشار نسبة مئوية من الأكسجين.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكننا أن نضيف أن التدليل بالهيليوم يعد أمرًا خطيرًا بشكل خاص على النساء الحوامل ، وليس فقط للأم الحامل ، ولكن أيضًا لطفلها. لذلك ، من الأفضل الاستمتاع بالكرات الخفيفة دون محاولة استنشاق الغاز الموجود فيها.

إذا قررت تجربة تأثير "غاز الضحك" على نفسك ، فلا تستنشقه دفعة واحدة عدد كبير منالهيليوم. من الأفضل أن تأخذ أنفاسًا صغيرة ، وعندما يزول تأثير الغاز ، حاول مرة أخرى ، ولا تبالغ في ذلك ، لأن الصحة والحياة هما أهم شيء.

الهيليوم هو ثاني أكثر وفرة عنصر كيميائيفي الكون بعد الهيدروجين. ومع ذلك ، بين عشاق "المزاح" هذا الغاز الخامل ، بالطبع ، يحمل راحة اليد. ولا عجب: نفخة واحدة من الهيليوم - وقد حان الوقت للتعبير عن صوت دونالد داك.

ينتمي الهيليوم إلى مجموعة الغازات الخاملة ، مما يعني أن له درجة معينة من التأثير المخدر. لا اعرف؟ حسنا! وفقًا لهذا المؤشر ، يعتبر الهيليوم أدنى من جميع الغازات النبيلة الأخرى ، بحيث لا يعاني الشخص الذي يقرر استنشاقه من الإدمان. لكن من الممكن جدًا تسلية الشركة بمساعدة هذا الغاز.

الجميع يتساءل لماذا يتغير الصوت من الهيليوم. الأمر بسيط: عند تناوله ، يعمل الغاز على الحبال الصوتية ، مما يؤدي إلى تقلصها. والنتيجة هي صوت رفيع "فأر". ولكي نكون دقيقين ، فإن الأمر كله يتعلق بطبيعة وخصائص الصوت.

الهليوم هو إلى حد بعيد الغاز الخامل الأكثر "متعة" في العالم

صوت الإنسان عبارة عن موجات صوتية ناتجة عن اهتزاز الحبال الصوتية. الهليوم أكثر كثافة من الهواء الذي نتنفسه عادة. يعتمد جرس الصوت بشكل مباشر على هذه الكثافة بالذات ، ويحدد تردد اهتزاز الأربطة درجة الصوت المنبعث. الآن من الواضح لماذا يتغير الصوت من الهيليوم؟

بالون ، صوت ... ما هو المشترك بينهم؟

لم يحفظ التاريخ اسم أول شخص استنشق الهيليوم وتحدث بصوت مضحك. لكن أتباعه المخلصين لا يتركون التقليد يتلاشى ويستمرون في إمتاع الجميع. كل ما تحتاجه هو بالون وصوت وقليل من الخيال.

سوف يضيء بالون الهيليوم حتى أكثر الحفلات مملة.

الترفيه آمن بما فيه الكفاية ، إذا لم يتم إساءة استخدامه. الهليوم غاز خامل ، عديم الرائحة والمذاق. لذلك ، لا يمكن التعرف على الشخص الذي استنشق الهيليوم إلا من خلال صوته. ولهذا السبب يغير الهيليوم صوته في لحظة "التعرف" ولن يفكر أحد - هذه الفكرة مضحكة للغاية!

من منا لم يحاول استنشاق محتويات بالونات الهيليوم ثم التحدث بصوت كرتوني مضحك؟ حتى أن الكثير منهم على يقين من أنهم يفهمون سبب كون الصوت هكذا ...

من منا لم يحاول استنشاق محتويات بالونات الهيليوم ثم التحدث بصوت كرتوني مضحك؟ حتى أن الكثير منهم على يقين من أنهم يفهمون سبب تغير الصوت بشكل كبير.

فيما يلي الإصدارات الأكثر شيوعًا:

• الهيليوم أقل كثافة ، لذا فهو يجعل الحبال الصوتية تهتز أكثر. ومن هنا جاء صوت أعلى صار.
• الهليوم أخف من الهواء ويهرب بشكل أسرع. سرعة حركة الصوت تغير الصوت.
• يغير الهيليوم بنية الحبال الصوتية ، مما يستلزم تغييرًا في الصوت.

إذا كنت لا تريد أن تبدو غبيًا ، فلا تقل ذلك.

ما الذي يحدث حقا؟

ترتبط هذه المؤشرات بالصيغة:

سرعة انتشار الموجة = تردد الموجة * الطول الموجي

إنه التردد موجة صوتيةيؤثر على خصائص الصوت وشخصيته.

جزء جهاز صوتييشمل تجاويف الفم والأنف والبلعوم والحنجرة والرئتين والقصبة الهوائية. تقع الحبال الصوتية في الحنجرة. الحبال الصوتية عبارة عن ثنيات في الغشاء المخاطي للحنجرة. إنها تتقلب حقًا تحت ضغط الهواء الزفير من الرئتين. تتشكل موجة صوتية ، أي صوت. لكن! إنه ليس صوت. نحن لا نسمع هذا الصوت حتى.

ماذا نسمع؟بسبب اهتزاز الحبال الصوتية ، يبدأ الهواء في الرئتين والحنجرة أيضًا في الاهتزاز. هناك صدى. هذه زيادة حادة في سعة اهتزازات الموجة الصوتية. الرنين هو الذي يجعل الصوت أعلى. هذه الموجات الصوتية المضخمة نسمعها وندعوها بصوت. الرنين يحدث في أناس مختلفونبترددات مختلفة بطول موجي معين للصوت. عادة عند أربعة أو خمسة ترددات. لذلك ، لكل شخص صوت مختلف. وهذا ما يسمى جرس الصوت. إنه جرس الصوت الذي يتغير عندما نستنشق الهيليوم.

لماذا يتغير جرس الصوت؟

لذلك ، نحن نستنشق الهيليوم. ما الذي تغير؟ لقد تغيرت البيئة. الهليوم في الواقع أقل كثافة من الهواء. تزداد سرعة الموجة الصوتية في وسط أقل كثافة ، لكن طولها يظل كما هو (بعد كل شيء ، لم يتغير حجم الفم والبلعوم والحنجرة). ما هو المؤشر المتغير؟ لنلقِ نظرة على الصيغة. بشكل صحيح! تكرر. يحدث الرنين الآن عند الترددات العالية للموجة الصوتية. ونسمع جرس صوت مختلف. صار مضحك ومضحك.

بالتأكيد ستستمتع مع أصدقائك أكثر من مرة ، بالتحدث بصوت شخصية كرتونية. تأثير الهيليوم مذهل لدرجة أنه حتى الشخص البالغ يصعب عليه مقاومة إغراء استنشاق محتويات البالون. حاول مفاجأة أصدقائك في المرة القادمة بفهم طبيعة هذه الظاهرة. لا أحد يشك في أن الضحك يطيل الحياة ، ولكن المعرفة فقط هي التي تملأها بالمعنى.

الهيليوم: تغيير صوت الإنسان من الهيليوم؟

قام الكثيرون في طفولتهم "بحيلة" باستخدام كرة هلامية ، ليصبحوا شخصية كرتونية لفترة من الوقت. فلماذا يغير الهيليوم الصوت ، وكم من الوقت يمكننا الحفاظ على هذا التأثير؟

لا أحد يستطيع أن يقول اسم الشخص الأول الذي تجرأ على استنشاق الغاز الأجنبي وتجربة تغيرات في الحبال الصوتية. ومع ذلك ، فإن الكثيرين يتبعون طريق "الرواد" ويظهرون في الحفلات مهارة المحادثة بصوت عذب. هناك على شبكة الإنترنت كمية كبيرةمقاطع فيديو تتيح لك إطالة تأثير الهيليوم بمقدار 10-20 ثانية. متوسط ​​مدة عمل الغاز مع نفس واحد هو 30 ثانية ، وهو ما يكفي لقول نكتة صغيرة أو تنظيم محاكاة ساخرة.

سأل كل منا أنفسنا أسئلة حول سبب تغير الصوت من الهيليوم ، وما هي العوامل التي يعتمد عليها. أولاً ، ينتمي الهليوم إلى مجموعة الغازات الخاملة ، والتي تكون كثافتها أعلى من كثافة الهواء الذي نتنفسه جميعًا. ثانيًا ، عندما يتم استنشاق كمية معينة من الهيليوم ، يبدأ تأثير نشط على الحبال الصوتية: الكتل الهوائية "تضغط" عليها ، ونتيجة لذلك ، يتغير حديث المحاور إلى طفل.

لذلك ، يعتمد جرس الإنسان على العديد من العوامل. ومع ذلك ، تلعب كثافة الهواء الذي يستنشقه الشخص دورًا مهمًا. إذا كان هذا المؤشر للمحتوى المستنشق أقل من علامة معينة ، إذن تغييرات جذريةقد لا يظهر في الكلام.

وبالتالي ، يمكن للمرء أن يستنتج حقيقة أن الصوت الناتج عن استنشاق الهليوم يتغير فقط بسبب كثافة الغاز الغريب. باستخدام هذه الحقيقة ، يمكن لأي شخص التحكم بشكل مستقل في وقت كلام "الماوس".

وإلا لماذا يمكن أن يتغير الصوت الرنان للمحاور المألوف لدى الجميع؟ وبالمثل ، سيتغير الجرس ليس فقط تحت تأثير الهيليوم ، ولكن أيضًا تحت تأثير الكتل الهوائية الأخرى ، والتي ستكون كثافتها أعلى من كثافة الهواء المألوفة لدينا. يمكن للمرء أن يتخيل كيف يمكن للشخص أن يتحدث على الشمس أو على القمر إذا استنشق الهواء المحلي.

ملحوظة: الهيليوم هو أحد الغازات المسببة للإدمان. لكن بجرعات صغيرة لا تشكل أي خطر على الإنسان. ومع ذلك ، يجب ألا تسيء استنشاق هذا العنصر ، حيث يمكن أن يؤثر ذلك سلبًا على صحتك.

يطلق السؤال في مشروع "العالِم" ، حيث يجيب الخبراء على أسئلة مثيرة للاهتمام أو ساذجة أو عملية. في العدد الجديد ، يشرح مرشح العلوم الكيميائية بيوتر أوبراتسوف سبب تشوه الصوت عند استنشاق الهيليوم.

لماذا يشوه الهيليوم الصوت؟

بيوتر الكسيفيتش أوبرازوف

مرشح العلوم الكيميائية ، كاتب عمود علمي للمجلة الروسية ومجلة العلوم والحياة

غاز الهليوم ، الذي اكتشف لأول مرة على الشمس وسمي على اسم نجمنا المسمى هيليوس ، يُستخدم لملء البالونات ، لاستبدال النيتروجين في غرف الضغط وخزانات الغوص ، لخلق الموصلية الفائقة ، إلخ. في الحالة الأولى ، خمول الهيليوم وانخفاضه الكثافة المستخدمة ، في الحالة الثانية ، لا يخلق الهيليوم حالة من التسمم بين الغواصين على أعماق عشرات الأمتار ، مثل النيتروجين العادي. بالإضافة إلى ذلك ، عند الضغط العالي ، يذوب النيتروجين في دم الغواص ، وأثناء الصعود السريع من العمق ، يتم إطلاقه من الدم على شكل فقاعات تسد الأوعية. هناك ما يسمى بمرض الغواص. والهيليوم لا يتصرف هكذا.

أهم خصائص الهيليوم - الكثافة المنخفضة واللزوجة - هي أسباب هذه الميزة المضحكة لهذا الغاز مثل زيادة نغمة الصوت. وفي وسط غازي منخفض الكثافة ، يتكون من الأكسجين والهيليوم بدلاً من النيتروجين ، تكون سرعة الصوت أكبر بكثير من الهواء العادي. ويبقى حجم تجويف الفم والجزء العلوي من الحلق (الرنان) دون تغيير. نتيجة لذلك ، يزداد كل من تواتر الأربطة وتواتر الصوت المنتشر في هذا الرنان ، مما يعني ظهور نوع من الصوت الصرير.

يكون التأثير العكسي لخفض التردد ممكنًا عند استنشاق المخاليط بغازات خاملة أثقل من النيتروجين ، على سبيل المثال ، الكريبتون الخامل أو الزينون. باستنشاق مثل هذا المزيج ، فإن الإضافات العادية للأوبرا كانت ستطغى على شاليابين نفسه بباسه.

ومع ذلك ، إذا أراد أي شخص يقرأ هذه السطور إعادة إنتاج هذا التأثير (الهيليوم متوفر ، ينفخون البالونات)، يجب أن يتذكر أنه مع الاستنشاق المطول للمخاليط المحتوية على الهيليوم ، جوع الأكسجين وفقدان الوعي.تحتاج إلى التقاط أنفاسك على الفور في الهواء الطلق.

ربما يعرف كل منا أنه إذا استنشقت القليل من الغاز من بالون الهيليوم ، فسيصبح الصوت أرق وسيبدو مضحكًا. لكن لن يتمكن الجميع من الإجابة عن سبب تغير الصوت من الهيليوم عند استنشاق الغاز ؟! وكل ذلك لأن كثافة الهيليوم أقل بكثير. تهتز الحبال الصوتية بمرونة في تيار الهواء. وبما أن كثافة الهيليوم أقل بسبع مرات من الهواء ، فهذا يعني أنه يحمّل الأربطة أقل بكثير ، وهذا هو سبب اهتزازها بتردد أعلى ويصبح الصوت صارخًا ومضحكًا.
الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيف ولماذا يغير الهيليوم الصوت. آليات الصوت البشري هي ظاهرة بيولوجية مذهلة. يبدأ كل شيء بحقيقة أن الهواء عبر الحنجرة يدخل الرئتين ثم في الشكل نشبعيترك الرئتين مرة أخرى من خلال الحنجرة. يمكن التلاعب بهذا بعدة طرق. على سبيل المثال ، يمكنك إطلاق الهواء ، وكل ما يسمعه الآخرون هو صوت التنفس. إذا كنت تريد أن تقول شيئًا ما ، فإن عضلات الحنجرة والأحبال الصوتية مدرجة في الأمر.

يدفع الهواء في رئتيك الحجاب الحاجز للاسترخاء. ثم ينتقل عبر القصبة الهوائية إلى فتحة صغيرة بها طيتان من الجلد (الحبال الصوتية) على جانبيها ، على شكل حرف V. نظرًا لأن العضلات التي تتحكم في صوتك متوترة ومسترخية ، فإنها تخلق اهتزازًا لـ الحبال. عندما تهتز هذه الحبال ، فإنها تطلق نبضات من الهواء. التوتر في هذه العضلات يخلق اختلافات في التردد. كلما زاد الجهد ، زاد التردد وبالتالي ارتفع الصوت. يتم قياس هذا التردد بالهرتز (حسنًا ، أي عدد المرات التي يتكرر فيها في الثانية). على سبيل المثال ، كل البشر تقريبًا اصوات الكلامتتراوح عادة من 200 هرتز إلى 8000 هرتز.

بعد الخروج من النافذة الصوتية ، ينتقل الهواء إلى منطقة من فمك يمكن أن يُطلق عليها اسم السبيل الصوتي بشكل غير رسمي. أثناء تعاملك مع لسانك وفكك وشفتيك ، يمكنك تغيير الترددات الرنانة الناتجة عن اتصالاتك الصوتية ، مما يؤدي إلى إنتاج العديد من الترددات. أصوات مختلفةخطاب.
يخلق الصوت الناتج عن تدفق الهواء على ترددات وأصداء مختلفة صوتنا. عامل آخر يؤثر على الخطوة هو سماكة الحبال الصوتية. كلما كانت ثنايا الجلد أثخن ، كان الصوت أعمق والعكس صحيح - أرق الطيات والصوت أرق.

لنتحدث الآن عن الهواء الذي يخرج من رئتيك. لا يتغير عدد الجزيئات في حجم ثابت من الغاز ، مثل حجم الهواء في الرئتين ، مع نوع الغاز (بافتراض أن الضغط منخفض بدرجة كافية). طالما أن درجة الحرارة والضغط متماثلان ، فلا يهم إذا كان الهيليوم أو الهواء ، فإن عدد الجزيئات هو نفسه. ثم تقاس كتلة هذه الجزيئات بالوزن الذري. الوزن الذري - أبعاد الكمية المادية(وهذا هو السبب في أنها تعمل بشكل جيد مع غاز ليس بالضرورة أن يكون له حجم معين). هذه هي النسبة بين متوسط ​​كتلة ذرات عنصر مقارنة بـ 1/12 من كتلة ذرة كربون -12. كل هذا يعني في الأساس أنه كلما زاد الرقم ، زاد حجم الغاز.
الهليوم الوزن الذري 4.002602. الهواء ، الذي يتكون من 80٪ نيتروجين تقريبًا ، له خصائص مختلفة اعتمادًا على بيئة. لهذا السبب ، لا يمكن تحديد وزنها الذري الفعلي بدقة. ومع ذلك ، فهو عادة أثقل سبع مرات من الهيليوم.

فلماذا يتغير الصوت من الهيليوم عند استنشاق الغاز ؟! تكمن الإجابة في كيفية انتقال الموجات الصوتية عبر غاز معين. كلما كان الغاز أكثر كثافة أو أثقل ، ستكون الموجة الصوتية أبطأ. الهليوم أخف بكثير من الهواء. ثم ستكون سرعة الموجة الصوتية عبر الهيليوم أعلى من ذلك بكثير. لذلك عندما تستنشق الهيليوم وتستخدمه كمصدر للصوت المدرك ، فإنك ببساطة تزيد من سرعة أو تردد صوتك. لا يمكنك تغيير طبقة الصوت ، حيث تهتز أحبالك الصوتية بنفس معدل اهتزازك عند استخدام الهواء. أنت أيضًا لا تغير تكوين السبيل الصوتي. لذلك بينما يظل التردد الأساسي للأوتار كما هو ، يزداد تردد الصوت الذي يسمعه الآخرون بسبب انتقال الموجة عبر الهيليوم أسرع بكثير من الهواء.