Чому коли вдихаєш гелій голос змінюється? Запитання вченому: Чому гелій спотворює голос? кандидат хімічних наук, науковий оглядач «Російського Журналу» та журналу «Наука та життя»

Щільність гелію майже в 7 разів менша, ніж звичайного повітря. При вдиханні цього інертного газу голосові зв'язки, Збільшується частота їх коливання, і голос звучить у підвищеній тональності. Звуки, що видаються, комусь нагадують голос персонажа мультфільмів, а комусь – писк миші або мова немовляти. Але, в будь-якому випадку, оточуючим стає .

А ось після вдихання фториду сірки – важкого газу, який в 5 разів навіть дівчата починають говорити низьким басом.

Чи є вдихання гелію безпечним?

Загалом вважається досить безпечним, оскільки разом із газом в організм людини потрапляє кисень. Крім того, розпізнати людину, що надихалася гелієм, важко, хіба що за винятком моменту, коли вона почне щось говорити.

Та й сам газ визначити неможливо - він не має ні запаху, ні смаку. Проте від гелію можуть виникнути деякі побічні явища.

У деяких людей можуть виникнути ознаки кисневого голодування, такі як запаморочення, біль голови, утруднене дихання, нудота. Голосові зв'язки при вдиханні гелію коливаються з більш високою частотою, що викликає бажаний ефект, проте в результаті їх можна пошкодити, причому цей процес вважається необоротним.

Глибокі та часті вдихи цього інертного газу здатні спровокувати виникнення гелієвих бульбашок у крові. Після досягнення ними мозку вони можуть викликати інсульт і навіть призвести до смерті.

Може виявитися небезпечним і нормальне перенасичення легких гелієм, коли вміст кисню в організмі людини буде значно знижено.

Ось ще цікавий факт: якщо людину на якийсь час помістити в камеру, яка наповнена тільки гелієм, через деякий час той задихнеться. Це з тим, що у такому газі міститься лише пара десятих відсотка кисню.

На додаток до цього можна додати, що пустощі з гелієм особливо небезпечне для вагітних жінок, причому не тільки для майбутньої мами, але і для її малюка. А тому найкраще просто помилуватися легкими кульками, не намагаючись вдихати газ, що міститься в них.

Вирішивши спробувати на собі дію «звеселяючого газу», не вдихайте за один раз велика кількістьгелію. Краще зробіть кілька невеликих вдихів, а коли дія газу пройде, спробуйте ще раз, тільки не переборщите, адже здоров'я та життя – найголовніше.

Гелій – другий за поширеністю хімічний елементу всесвіті після водню. Однак серед любителів "приколюватися" цей інертний газ, безумовно, утримує пальму першості. І не дивно: одна затяжка гелієм – і вам у час озвучувати Дональда Дака.

Гелій відноситься до групи інертних газів, а значить, має певний рівень наркотичного впливу. Не знали? Нічого страшного! За цим показником гелій поступається решті благородних газів, так що людині, яка вирішила їм надихатися, не випробувати звикання. А от порадувати компанію за допомогою цього газу дуже навіть можна.

Усім цікаво, чому від гелію змінюється голос. Все просто: під час вступу всередину газ впливає на голосові зв'язки, змушуючи їх стискатися. Результат - тоненький "мишачий" голосок. А якщо бути точним, то вся справа у природі та властивостях голосу.

Гелій, безумовно, "найвеселіший" у світі інертний газ

Людський голос – це звукові хвилі, створювані коливанням голосових зв'язок. Щільність гелію перевищує щільність повітря, яким ми зазвичай дихаємо. Тембр голосу безпосередньо залежить від цієї самої щільності, а частота коливань зв'язок визначає висоту звуку, що видається. Тепер зрозуміло, чому від гелію змінюється голос?

Повітряна кулька, голос… що спільного?

Історія не зберегла імені першої людини, що надихалася гелієм і заговорила кумедним голосом. Але його вірні послідовники не дають згаснути традиції та продовжують веселити всіх довкола. Все, що для цього потрібно – повітряна кулька, голос та трохи фантазії.

Повітряна кулька з гелієм оживить навіть найнуднішу вечірку

Розвага досить безпечна, якщо не зловживати. Гелій – інертний газ без смаку та запаху. Тому людину, що надихалася гелієм, можна розпізнати лише за голосом. А ось чому гелій змінює голос у момент «розпізнавання» думати ніхто не буде – аж надто приваблива ця вистава!

Хто з нас не намагався вдихати вміст гелієвих кульок і розмовляти після цього кумедним мультяшним голосом? Багато хто навіть упевнений, що розуміє, чому голос так...

Хто з нас не намагався вдихати вміст гелієвих кульок і розмовляти після цього кумедним мультяшним голосом? Багато хто навіть упевнений, що розуміє, чому голос так кардинально змінюється.

Ось найпоширеніші версії:

  • Гелій має меншу щільність, тому змушує голосові зв'язки вібрувати сильніше. Звідси і вищий писклявий голос.
  • Гелій легший за повітря і виходить швидше. Швидкість руху звуку змінює голос.
  • Гелій змінює структуру голосових зв'язок, що спричиняє зміну голосу.

Не хочете здатися дурними - не кажіть подібного.

Що насправді відбувається?

Ці показники пов'язані формулою:

Швидкість поширення хвилі = частота хвилі * довжину хвилі

Саме частота звукової хвилівпливає характеристики голосу, його індивідуальність.

В склад голосового апаратувходить ротова та носова порожнина, глотка, гортань, легені та трахея. У гортані розташовані голосові зв'язки. Голосові зв'язки – це складки на слизовій оболонці гортані. Вони дійсно коливаються під тиском повітря, що видихається з легенів. Утворюється звукова хвиля, тобто звук. Але! Це не голос. Цей звук ми навіть не чуємо.

Що ж ми чуємо?Завдяки коливанню голосових зв'язок, повітря в легенях та гортані теж починає вагатися. Виникає резонанс. Це різке зростання амплітуди коливань звукової хвилі. Саме резонанс посилює гучність звуку. Ці посилені звукові хвилі ми чуємо та називаємо голосом. Резонанс відбувається у різних людейна різних частотах із конкретною довжиною звукової хвилі. Зазвичай, на чотирьох-п'яти частотах. Тому у кожної людини голос звучить по-своєму. Це називається тембром голосу. Саме тембр голосу змінюється, коли ми вдихаємо гелій.

Чому змінюється тембр голосу?

Отже, вдихаємо гелію. Що змінилося? Змінилося середовище. Гелій справді менш щільний, ніж повітря. Швидкість звукової хвилі зростає в менш щільному середовищі, а довжина її залишається незмінною (адже розміри рота, глотки, гортані не змінювалися). Який показник змінюється? Дивимося формулу. Правильно! Частота. Резонанс тепер відбувається на високих частотах звукової хвилі. І чуємо ми інший тембр голосу. Пиклястий і смішний.

Напевно, ви ще не раз будете веселитися з друзями, кажучи голоском персонажа мультфільму. Ефект від гелію настільки вражаючий, що навіть дорослому складно утриматися від спокуси вдихнути вміст кульки. Спробуйте наступного разу здивувати друзів ще й розумінням природи цього явища. Ніхто не сумнівається, що сміх продовжує життя, але тільки знання наповнюють його змістом.

Гелій: зміна голосу людини від гелію?

Багато хто в дитинстві проробляли «фокус» з гелевою кулькою, стаючи на якийсь час героєм мультфільму. То чому змінюється голос від гелію, і як довго ми можемо підтримувати такий ефект?

Ніхто не може сказати ім'я першої людини, яка зважилася вдихнути чужорідний газ і зазнати змін у мовних зв'язках. Проте багато хто йде шляхом «першовідкривачів» і на вечірках показують майстерність розмови милим голоском. В Інтернеті існує величезна кількістьвідео, що дозволяє продовжити ефект від гелію на 10-20 секунд. Середня тривалість дії газу при одному вдиху - 30 секунд, чого цілком достатньо для оповідання невеликого жарту або постановки пародії.

Кожен із нас ставив собі питання про те, чому від гелію змінюється голос, і від яких факторів це залежить. По-перше, гелій належить до групи інертних газів, чия щільність вища за щільність повітря, яким ми всі дихаємо. По-друге, при вдиханні деякої кількості гелію починається активна дія на голосові зв'язки: повітряні маси «стискають» їх, і в результаті мова співрозмовника змінюється на дитячу.

Так, людський тембр залежить багатьох чинників. Проте велику роль відіграє щільність повітря, яке вдихає людина. Якщо цей показник вдихається менше певної позначки, то різких зміну мові може спостерігатися.

Таким чином, можна укласти той факт, що голос через вдихання гелію змінюється виключно через щільність чужорідного газу. Використовуючи цей факт, людина може самостійно контролювати час «мишачої» мови.

Чому ж міг би змінитися звичний усім дзвінкий голосок співрозмовника? Аналогічно тембр змінювався б не тільки під гелієм, а й під впливом інших повітряних мас, чия щільність була б вище за щільність звичного для нас повітря. Можна уявити, якою могла б бути мова у людини на Сонці або на Місяці, якби вона вдихала місцеве повітря.

На замітку: гелій входить до групи газів, що викликають залежність. Але в невеликих дозах він не становить жодної небезпеки для людини. Однак не варто зловживати вдиханням даного елемента, тому що це може погано позначитися на самопочутті.

Запускає проект «Питання вченому», у рамках якого фахівці відповідатимуть на цікаві, наївні чи практичні питання. У новому випуску кандидат хімічних наук Петро Образцов пояснює причину викривлення голосу при вдиханні гелію.

Чому гелій спотворює голос?

Петро Олексійович Образцов

кандидат хімічних наук, науковий оглядач «Російського Журналу» та журналу «Наука та життя»

Газ гелій, вперше відкритий на Сонці і отримав свою назву на честь нашої зірки на ім'я Геліос, застосовується для наповнення аеростатів, для заміни азоту в барокамерах та аквалангах, для створення надпровідності тощо. У першому випадку використовується інертність гелію та його низька щільність У другому випадку гелій не створює стану сп'яніння у водолазів на глибинах в десятки метрів, як звичайний азот. Крім того, при великих тисках азот розчиняється в крові водолаза, і при швидкому підйомі з глибини виділяється з крові у вигляді бульбашок, що закупорюють судини. Виникає так звана кесонна хвороба. А гелій так себе не веде.

Найважливіші властивості гелію – низька щільність та в'язкість – є причинами такої кумедної особливості цього газу, як підвищення тону голосу. І в низькощільному газовому середовищі, що складається з кисню та гелію замість азоту, швидкість звуку набагато більша, ніж у звичайному повітрі. А обсяг ротової порожнини та верхньої частини горла (резонатора) залишається незмінним. В результаті зростають і частота зв'язок і частота звуку, що поширюється в цьому резонаторі, що і означає поява такої писклявості.

Зворотний ефект зниження частоти можливий при вдиханні сумішей з інертними газами важчими за азот, наприклад, інертних криптону або ксенону. Пересічний статист опери, що дихає такою сумішшю, затьмарив би своїм басом самого Шаляпіна.

Однак якщо хтось із тих, хто читає ці рядки, захоче відтворити даний ефект (гелій доступний, їм надувають повітряні кульки), він повинен пам'ятати, що при тривалому вдиханні сумішей, що містять гелій, може наступити кисневе голодування та непритомність.Потрібно негайно перепочити на свіжому повітрі.

Напевно, кожен з нас знає, що якщо вдихнути трохи газу з гелієвої кульки, то голос стане тоншим і звучатиме смішно. Але чи не кожен зможе відповісти чому від гелію змінюється голос при вдиханні газу?! А все тому що у гелію значно нижча щільність. Голосові зв'язки пружно вібрують у потоці повітря. А оскільки щільність гелію в сім разів нижче повітря, то він набагато менше навантажує зв'язки, через що вони коливаються з більшою частотою і голос стає писклявим і смішним.
Тепер давайте докладніше розглянемо, як і чому від гелію змінюється голос. Механіка голосу людини є дивовижним біологічним явищем. Все починається з того, що повітря через горло потрапляє в легені і потім у вигляді Вуглекислий газзалишає легені знову ж таки через гортань. Цим можна маніпулювати кількома способами. Наприклад, ви можете випустити повітря, і все, що чути інші, це звук дихання. Якщо ж треба щось сказати — у справу включаються м'язи гортані та голосові зв'язки.

Повітря у ваших легенях підштовхує розслаблення діафрагми. Потім він проходить через вашу трахею і потрапляє в невеликий отвір, що має дві складки шкіри (голосові зв'язки) по обидва боки від неї, у формі літери V. Оскільки м'язи, які керують вашим голосом, напружуються і розслабляються, вони створюють вібрацію шнурів. Коли ці шнури вібрують, вони звільняють імпульси повітря. Напруга у цих м'язах створює відмінності у частоті. Чим вище напруга, тим вища частота і, отже, вищий голос. Ця частота вимірюється в герцах (тобто скільки разів на секунду це повторюється). Наприклад, майже всі людські мовні звукизазвичай варіюються від 200 герц до 8000 герц.

Вийшовши з голосового вікна, повітря переміщається в область рота, яку можна неофіційно назвати вашим голосовим трактом. Коли ви маніпулюєте своєю мовою, щелепою та губами, ви можете змінювати резонансні частоти, створені вашими голосовими зв'язками, відтворюючи багато різних звуківпромови.
Звук, що створюється повітрям, що тече на різних частотах і резонансах, створює наш голос. Ще одним фактором, що впливає на крок, є товщина голосових зв'язок. Чим товщі складки шкіри, тим глибший голос і навпаки - тонший складки і тонший голос.

Отже, тепер давайте поговоримо про повітря, яке виходить із ваших легенів. Кількість молекул у фіксованому обсязі газу, як і обсяг повітря у легенях, не змінюється з типом газу (за умови, що тиск є досить низьким). Поки температура і тиск однакові, не має значення, чи це гелієм чи повітрям, кількість молекул однакова. Маса цих молекул потім вимірюється атомною вагою. Атомна вага – безрозмірна фізична величина(Тому він працює так добре для газу, який не обов'язково має заданий розмір). Це відношення середньої маси атомів елемента проти 1/12 маси атома вуглецю-12. Все це в основному означає, що чим вище число, тим важчий газ.
Гелій має атомна вага 4.002602. Повітря, яке становить приблизно 80% азоту, має різні характеристики в залежності від довкілля. Через це його фактичну атомну вагу неможливо точно визначити. Однак, як правило, це приблизно в сім разів важче за гелій.

Отже, чому від гелію змінюється голос при вдиханні газу? Відповідь у тому, як звукові хвилі проходять через цей газ. Чим щільніший або важчий газ, тим повільніше буде звукова хвиля. Гелій набагато легший за повітря. Тоді швидкість звукової хвилі через гелій буде набагато вищою. Тому, вдихаючи гелій і використовуючи його як джерело звуку, що сприймається, ви просто збільшуєте швидкість або частоту голосу. Ви не змінюєте висоту тону, тому що ваші голосові зв'язки вібрують з тією ж швидкістю, що й під час використання повітря. Ви також не змінюєте конфігурацію голосового тракту. Тому, в той час як базова частота акордів залишається незмінною, частота звуку, що чує інші, збільшується через хвилю, що проходить через гелій набагато швидше, ніж через повітря.

Читайте також: