Mis gaas muudab häält peale heeliumi. Küsimus teadlasele: miks heelium häält moonutab? Õhupall, hääl... mis teil ühist on

Heelium on vesiniku järel universumis kõige levinumalt teine ​​keemiline element. Kuid "naljatamise" fännide seas hoiab see inertgaas loomulikult peopesa. Ja pole ka ime: üks pahv heeliumi – ja on aeg anda häält Donald Duckile.

Heelium kuulub inertgaaside rühma, mis tähendab, et sellel on teatav narkootiline toime. Ei teadnud? Kõik on korras! Selle näitaja järgi on heelium halvem kui kõik teised väärisgaasid, nii et inimene, kes otsustab seda sisse hingata, ei koge sõltuvust. Kuid selle gaasi abil on väga võimalik seltskonda lõbustada.

Kõik imestavad, miks hääl heeliumist muutub. See on lihtne: allaneelamisel mõjub gaas häälepaeltele, põhjustades nende kokkutõmbumise. Tulemuseks on õhuke "hiire" hääl. Ja kui täpne olla, siis kõik sõltub hääle olemusest ja omadustest.

Heelium on maailma kõige "lõbusam" inertgaas

Inimhääl on helilained, mis tekivad häälepaelte vibratsioonist. Heelium on tihedam kui õhk, mida me tavaliselt hingame. Just sellest tihedusest sõltub otseselt hääle tämber ja sidemete vibratsioonisagedus määrab väljastatava heli kõrguse. Nüüd on selge, miks hääl heeliumist muutub?

Õhupall, hääl... mis neil ühist on?

Ajalugu pole säilitanud esimese inimese nime, kes heeliumi sisse hingas ja naljaka häälega rääkis. Kuid tema ustavad järgijad ei lase traditsioonil hääbuda ja jätkavad kõigi ümberringi lõbustamist. Kõik, mida vajate, on õhupall, hääl ja natuke kujutlusvõimet.

Heeliumi õhupall teeb säravaks ka kõige igavama peo.

Meelelahutus on piisavalt turvaline, kui seda ei kuritarvitata. Heelium on inertgaas, lõhnatu ja maitsetu. Seetõttu tunneb heeliumi sisse hinganud inimest ära vaid hääle järgi. Ja sellepärast muudab heelium "äratundmise" hetkel oma häält, ei mõtle keegi - see idee on liiga naljakas!

Küllap igaüks meist teab, et kui heeliumiballoonist veidi gaasi sisse hingata, siis hääl muutub õhemaks ja kõlab naljakalt. Kuid mitte kõik ei saa vastata, miks hääl gaasi sissehingamisel heeliumist muutub ?! Ja kõik sellepärast, et heeliumi tihedus on palju väiksem. Häälepaelad vibreerivad õhuvoolus elastselt. Ja kuna heeliumi tihedus on seitse korda väiksem kui õhul, siis see tähendab, et see koormab sidemeid palju vähem, mistõttu need vibreerivad kõrgema sagedusega ning hääl muutub kriuksuvaks ja naljakaks.
Nüüd vaatame lähemalt, kuidas ja miks heelium häält muudab. Inimhääle mehaanika on hämmastav bioloogiline nähtus. Kõik algab sellest, et õhk siseneb kõri kaudu kopsudesse ja väljub seejärel kõri kaudu uuesti süsihappegaasina kopsudest. Seda saab manipuleerida mitmel viisil. Näiteks saate õhku vabastada ja kõik, mida teised kuulevad, on hingamise heli. Kui on vaja midagi öelda, siis kõri- ja häälepaelte lihased on asjasse kaasatud.

Kopsudes olev õhk surub teie diafragma lõõgastuma. Seejärel liigub see läbi hingetoru väikesesse avausse, mille mõlemal küljel on kaks V-kujulist nahavolti (häälpaelad). Kui teie häält juhtivad lihased pingestuvad ja lõdvestuvad, tekitavad nad inimese vibratsiooni. nöörid. Kui need nöörid vibreerivad, vabastavad nad õhuimpulsse. Nende lihaste pinge tekitab sageduse erinevusi. Mida kõrgem on pinge, seda kõrgem on sagedus ja seega ka hääl. Seda sagedust mõõdetakse hertsides (noh, see tähendab, mitu korda sekundis see kordub). Näiteks peaaegu kõik inimesed kõne helid tavaliselt vahemikus 200 hertsi kuni 8000 hertsi.

Pärast hääleaknast väljumist liigub õhk teie suu piirkonda, mida võib mitteametlikult nimetada teie häälekanaliks. Keele, lõualuu ja huultega manipuleerides saate muuta oma hääleühenduste poolt tekitatud resonantssagedusi, tekitades palju erinevaid kõnehelisid.
Erinevatel sagedustel ja resonantsidel voolava õhu tekitatud heli loob meie hääle. Teine samm, mis mõjutab sammu, on häälepaelte paksus. Mida paksemad on nahavoldid, seda sügavam on hääl ja vastupidi – seda õhemad voldid ja õhem hääl.

Räägime nüüd õhust, mis teie kopsudest väljub. Molekulide arv kindlas gaasimahus, nagu ka õhu maht kopsudes, ei muutu sõltuvalt gaasi tüübist (eeldusel, et rõhk on piisavalt madal). Kuni temperatuur ja rõhk on samad, pole vahet, kas tegu on heeliumiga või õhuga, molekulide arv on sama. Nende molekulide massi mõõdetakse seejärel aatommassi järgi. Aatommass on mõõtmeteta füüsikaline suurus (seetõttu töötab see nii hästi gaasi puhul, millel ei pruugi olla etteantud suurust). See on elemendi aatomite keskmise massi suhe võrreldes 1/12 süsiniku-12 aatomi massiga. See kõik tähendab põhimõtteliselt seda, et mida suurem number, seda raskem on gaas.
Heeliumi aatommass on 4,002602. Õhul, mis on ligikaudu 80% lämmastikku, on erinevad omadused sõltuvalt keskkond. Seetõttu ei saa selle tegelikku aatommassi täpselt kindlaks määrata. Kuid see on tavaliselt umbes seitse korda raskem kui heelium.

Niisiis, miks muutub hääl heeliumist, kui gaasi sisse hingata?! Vastus peitub selles, kuidas helilained antud gaasi läbivad. Mida tihedam või raskem on gaas, seda aeglasem on helilaine. Heelium on õhust palju kergem. Siis on heeliumi läbiva helilaine kiirus palju suurem. Seega, kui hingate sisse heeliumi ja kasutate seda tajutava heli allikana, suurendate lihtsalt oma hääle kiirust või sagedust. Te ei muuda helikõrgust, kuna teie häälepaelad vibreerivad sama kiirusega kui õhu kasutamisel. Samuti ei muuda te oma hääletrakti konfiguratsiooni. Ehkki akordide põhisagedus jääb samaks, suureneb teiste kuuldava heli sagedus, kuna laine liigub läbi heeliumi palju kiiremini kui läbi õhu.

On nipp, mida saab YouTube'i videotes korduvalt näha. Need videod leiate, kui otsida sõnu "heelium" ja "hääl". Näeme, et pärast seda, kui inimene hingab sisse heeliumgaasi, muutub tema hääl, muutub naeruväärselt piiksuvaks. Kui inimene hingab sisse teist gaasi, väävelheksafluoriidi, mis on õhust raskem, omandab tema hääl bassitoone, mis on samuti ebatavaline ja seetõttu naljakas.

Mis on selle nähtuse põhjus?

Aga kõigepealt vastame küsimusele, tänu sellele, mida me üldse rääkida saame. Kuidas hääl tekib?

See juhtub siis, kui õhk liigub kopsudest läbi hingetoru kõri. Kõris, ligikaudu selle keskel, on häälepaelte ahenemine, mis tegelikult heli tekitavad. Häälepaelad on kaks horisontaalset volti, mille vahel on ava, mida nimetatakse glottiks. Kui häälepaelad vibreerivad, kui õhk kopsudest läbib neid, tekib heli. Häälepaelad võivad tekitada mitmesuguseid liigutusi. Nad võivad sulgeda, ühendada, muuta oma pikkust ja paksust, tekitades seeläbi mitmesuguseid helisid.

Aga lingid ise on väga nõrgad. Seetõttu on nende tekitatav heli väga vaikne. Selle heli võimendamiseks on vaja resonaatorit. Resonaatori rolli inimese häälekanalis täidab neelu. Kurk on mahukas. See avaneb suuava poole. Neelu kuju on vale, kuid see kuju on looduse poolt nii kavalalt “kalkuleeritud”, et võimendab õhu nõrku võnkeid, mida häälepaelad tekitavad ja suunab need suust kuulaja poole. Neelu asub otse kolju luude kõrval. Selle tulemusena liigub meie hääl meie kõrva mitte niivõrd õhu kaudu, kuivõrd läbi meie koljulu. Sellega on seotud kummaline efekt: me kuuleme oma häält teisiti kui ümbritsevad inimesed.

Niisiis, inimese hääletrakt on väga sarnane mis tahes heli taasesitusseadmega: sellel on helivibratsiooni generaator (häälpaelad) ja võimendi-resonaator (neelu). Nina ja suu, aga ka suus asuv keel, huuled ja suulae osalevad artikulatsioonis. Tänu neile muudab inimene häälepaelte tekitatud ja neelu võimendatud helisid ning hääldab sõnu. Kui tuua analoogia raadiosaatjaga, siis põhisignaali moduleerib infosignaal.

Mis juhtub, kui inimene hingab sisse heeliumgaasi ja hakkab rääkima? Tänu sellele, et heelium on õhust kergem, kõiguvad selle gaasi keskkonnas olevad häälepaelad veidi kiiremini. Kuid mitte selle muutuse tõttu ei tõuse hääletoon nii dramaatiliselt.

Kuid meie kurgu jaoks, mis, nagu juba mainitud, töötab resonaatorina, on heli edastava meediumi olemuse muutus märkimisväärne. Lõppude lõpuks sõltuvad neelu resonantssagedused selle kujust ja mahust. Kui õhk asendada heeliumiga, siis heli kiirus resonaatoris peaaegu kolmekordistub, 331 m/s-lt 965 m/s-ni. Kuid resonaatori konfiguratsioon pole muutunud. Seetõttu läheb resonaator nüüd resonantsi (ja seetõttu võimendab) teisi kõrgemaid sagedusi. Kõik helid, mis tulevad heeliumi "lonksu" inimese suust, nihkuvad kõrgemate sageduste suunas. Hääl muutub piiksumaks.

Kui kerge heeliumi asemel hingame sisse õhust raskemat gaasi, milles helikiirus on väiksem, resoneerub neeluga, mis tähendab, et madalama sagedusega helivõnked võimenduvad. Hääl nihkub madalate sageduste suunas ja muutub ebaloomulikult karmiks.

Nii seletatakse kõiki neid imesid.

Kes meist poleks proovinud heeliumi õhupallide sisu sisse hingata ja seejärel naljaka multika häälega rääkida? Paljud on isegi kindlad, et saavad aru, miks hääl on nii...

Kes meist poleks proovinud heeliumi õhupallide sisu sisse hingata ja seejärel naljaka multika häälega rääkida? Paljud on isegi kindlad, et saavad aru, miks hääl nii dramaatiliselt muutub.

Siin on kõige levinumad versioonid:

• Heelium on vähem tihe, mistõttu paneb häälepaelad rohkem vibreerima. Sellest ka kõrgem kriuksuv hääl.
• Heelium on õhust kergem ja väljub kiiremini. Heli liikumise kiirus muudab häält.
• Heelium muudab häälepaelte struktuuri, mis toob kaasa hääle muutuse.

Kui sa ei taha rumalana tunduda, siis ära ütle seda.

Mis tegelikult toimub?

Need näitajad on seotud valemiga:

Laine levimiskiirus = laine sagedus * lainepikkus

See on helilaine sagedus, mis mõjutab hääle omadusi, selle individuaalsust.

Hääleaparaat hõlmab suu- ja ninaõõnesid, neelu, kõri, kopse ja hingetoru. Häälepaelad asuvad kõris. Häälepaelad on kurrud kõri limaskestas. Need tõesti kõiguvad kopsudest väljahingatava õhu rõhu all. Moodustub helilaine, see tähendab heli. Aga! See ei ole hääl. Me isegi ei kuule seda heli.

Mida me kuuleme? Häälepaelte vibratsiooni tõttu hakkab võnkuma ka õhk kopsudes ja kõris. Tekib resonants. See on helilaine võnkumiste amplituudi järsk tõus. See on resonants, mis muudab heli valjemaks. Neid võimendatud helilaineid kuuleme ja kutsume hääleks. Resonants tekib kl erinevad inimesed erinevatel sagedustel kindla heli lainepikkusega. Tavaliselt neljal-viiel sagedusel. Seetõttu on igal inimesel erinev hääl. Seda nimetatakse hääle tämbriks. Heeliumi sissehingamisel muutub hääle tämber.

Miks hääle tämber muutub?

Niisiis, me hingame heeliumi sisse. Mis muutus? Keskkond on muutunud. Heelium on tõepoolest õhust vähem tihe. Helilaine kiirus suureneb vähem tihedas keskkonnas, kuid selle pikkus jääb samaks (suu, neelu, kõri suurus ju ei muutunud). Mis indikaator muutub? Vaatame valemit. Õige! Sagedus. Resonants tekib nüüd helilaine kõrgematel sagedustel. Ja me kuuleme erinevat hääletämbrit. Naljakas ja naljakas.

Kindlasti lõbutsete oma sõpradega rohkem kui üks kord, rääkides koomiksitegelase häälega. Heeliumi mõju on nii hämmastav, et isegi täiskasvanul on raske vastu panna kiusatusele õhupalli sisu sisse hingata. Proovige järgmisel korral oma sõpru üllatada selle nähtuse olemuse mõistmisega. Keegi ei kahtle, et naer pikendab eluiga, vaid teadmised täidavad selle tähendusega.

Heelium: inimese hääle muutmine heeliumist?

Paljud tegid lapsepõlves geelipalliga “trikki”, saades mõneks ajaks koomiksitegelaseks. Miks siis heelium häält muudab ja kui kaua saame sellist efekti säilitada?

Keegi ei oska öelda esimese inimese nime, kes julges võõrast gaasi sisse hingata ja häälepaelte muutusi kogeda. Paljud lähevad aga "pioneeride" teed ja näitavad pidudel armsa häälega vestlusoskust. Internetis on tohutult palju videoid, mis võimaldavad teil heeliumi mõju 10-20 sekundi võrra pikendada. Gaasi toimeaeg ühe hingetõmbega on keskmiselt 30 sekundit, mis on täiesti piisav väikese nalja rääkimiseks või paroodia lavastamiseks.

Igaüks meist esitas endale küsimuse, miks hääl heeliumist muutub ja millistest teguritest see sõltub. Esiteks kuulub heelium inertgaaside rühma, mille tihedus on suurem kui meie kõigi hingatava õhu tihedus. Teiseks, teatud koguse heeliumi sissehingamisel algab aktiivne mõju häälepaeltele: õhumassid "pressivad" need kokku ja selle tulemusena muutub vestluspartneri kõne lapse omaks.

Niisiis, inimese tämber sõltub paljudest teguritest. Olulist rolli mängib aga inimese sissehingatava õhu tihedus. Kui see sissehingatava sisu indikaator on teatud märgist väiksem, ei pruugi kõnes järske muutusi täheldada.

Seega võib järeldada tõsiasja, et heeliumi sissehingamise tõttu hääl muutub ainult võõrgaasi tiheduse tõttu. Seda fakti kasutades saab inimene iseseisvalt kontrollida "hiire" kõne aega.

Miks muidu võiks kõigile tuttav vestluskaaslase kõlav hääl muutuda? Samamoodi ei muutuks tämber mitte ainult heeliumi, vaid ka teiste õhumasside mõjul, mille tihedus oleks suurem kui meile tuttav õhutihedus. Võib ette kujutada, kuidas inimene saaks rääkida Päikesel või Kuul, kui ta hingaks sisse kohalikku õhku.

Märkus. Heelium on üks sõltuvust tekitavatest gaasidest. Kuid väikestes annustes ei kujuta see inimestele ohtu. Kuid te ei tohiks selle elemendi sissehingamist kuritarvitada, kuna see võib teie heaolu negatiivselt mõjutada.