Какой газ меняет голос кроме гелия. Вопрос учёному: Почему гелий искажает голос? Воздушный шарик, голос… что общего

Гелий – второй по распространенности химический элемент во вселенной после водорода. Однако среди любителей "поприкалываться" этот инертный газ, безусловно, удерживает пальму первенства. И неудивительно: одна затяжка гелием - и вам в пору озвучивать Дональда Дака.

Гелий относится к группе инертных газов, а значит, обладает определенной степенью наркотического воздействия. Не знали? Ничего страшного! По этому показателю гелий уступает всем остальным благородным газам, так что человеку, решившему им надышаться, не испытать привыкания. А вот повеселить компанию с помощью этого газа очень даже можно.

Всем интересно, почему от гелия меняется голос. Все просто: при поступлении внутрь газ воздействует на голосовые связки, заставляя их сжиматься. Результат – тоненький «мышиный» голосок. А если быть точным, то все дело в природе и свойствах голоса.

Гелий, безусловно, самый “веселый” в мире инертный газ

Человеческий голос – это звуковые волны, создаваемые колебанием голосовых связок. Плотность гелия превосходит плотность воздуха, которым мы обычно дышим. Тембр голоса напрямую зависит от этой самой плотности, а частота колебаний связок определяет высоту издаваемого звука. Теперь понятно, почему от гелия меняется голос?

Воздушный шарик, голос… что общего?

История не сохранила имени первого человека, надышавшегося гелием и заговорившего забавным голосом. Но его верные последователи не дают угаснуть традиции и продолжают веселить всех вокруг. Все, что для этого нужно – воздушный шарик, голос и немного фантазии.

Воздушный шарик с гелием оживит даже самую скучную вечеринку

Развлечение достаточно безопасное, если не злоупотреблять. Гелий – инертный газ без вкуса и запаха. Поэтому человека, надышавшегося гелием, можно распознать только по голосу. А вот почему гелий меняет голос в момент «распознавания» думать никто не будет – уж слишком уморительное это представление!

Наверное каждый из нас знает, что если вдохнуть немного газа из гелиевого шарика, то голос станет тоньше и будет звучать смешно. Но не каждый сможет ответить почему от гелия меняется голос при вдыхании газа?! А всё потому что у гелия значительно ниже плотность. Голосовые связки упруго вибрируют в потоке воздуха. А так как плотность гелия в семь раз ниже воздуха, то значит он намного меньше нагружает связки, из-за чего они колеблются с большей частотой и голос становится писклявым и смешным.
Теперь давайте подробнее рассмотрим как и почему от гелия меняется голос. Механика голоса человека является удивительным биологическим явлением. Все начинается с того, что воздух через гортань попадает в легкие и затем в виде углекислого газа покидает лёгкие опять же через гортань. Этим можно манипулировать несколькими способами. Например, вы можете выпустить воздух, и все, что слышно другими, — это звук дыхания. Если же нужно что-то сказать — в дело включаются мышцы гортани и голосовые связки.

Воздух в ваших легких подталкивает расслабление вашей диафрагмы. Затем он проходит через вашу трахею и попадает в небольшое отверстие, имеющее две складки кожи (голосовые связки) по обе стороны от нее, в форме буквы V. Поскольку мышцы, которые управляют Вашим голосом, напрягаются и расслабляются, они создают вибрацию шнуров. Когда эти шнуры вибрируют, они высвобождают импульсы воздуха. Напряжение в этих мышцах создает различия в частоте. Чем выше напряжение, тем выше частота и, следовательно, выше голос. Эта частота измеряется в герцах (ну то есть сколько раз в секунду это повторяется). Например, почти все человеческие речевые звуки обычно варьируются от 200 герц до 8000 герц.

Выйдя из голосового окна, воздух перемещается в область вашего рта, которую можно неофициально назвать вашим голосовым трактом. Когда вы манипулируете своим языком, челюстью и губами, вы можете изменять резонансные частоты, созданные вашими голосовыми связями, воспроизводя много разных звуков речи.
Звук,создаваемый воздухом текущим на разных частотах и ​​резонансах, создает наш голос. Еще одним фактором, влияющим на шаг, является толщина голосовых связок. Чем толще складки кожи, тем глубже голос и наоборот — тоньше складки и тоньше голос.

Итак, теперь давайте поговорим о воздухе, который выходит из ваших легких. Количество молекул в фиксированном объеме газа, как и объем воздуха в легких, не изменяется с типом газа (при условии, что давление достаточно низкое). Пока температура и давление одинаковы, не имеет значения, является ли это гелием или воздухом, количество молекул одинаковое. Масса этих молекул затем измеряется атомным весом. Атомный вес — безразмерная физическая величина (поэтому он работает так хорошо для газа, который не обязательно имеет заданный размер). Это отношение средней массы атомов элемента по сравнению с 1/12 массы атома углерода-12. Все это в основном означает, что чем выше число, тем тяжелее газ.
Гелий имеет атомный вес 4.002602. Воздух, который составляет приблизительно 80% азота, имеет разные характеристики в зависимости от окружающей среды. Из-за этого его фактический атомный вес невозможно точно определить. Однако, как правило, это примерно в семь раз тяжелее гелия.

Итак, почему от гелия меняется голос при вдыхании газа?! Ответ заключается в том, как звуковые волны проходят через данный газ. Чем плотнее или тяжелее газ, тем медленнее будет звуковая волна. Гелий намного легче воздуха. Тогда скорость звуковой волны через гелий будет намного выше. Поэтому, вдыхая гелий и используя его в качестве источника воспринимаемого звука, вы просто увеличиваете скорость или частоту голоса. Вы не меняете высоту тона, так как ваши голосовые связки вибрируют с той же скоростью, что и при использовании воздуха. Вы также не меняете конфигурацию своего голосового тракта. Поэтому, в то время как базовая частота аккордов остается неизменной, частота звука, слышимого другими, увеличивается из-за волны, проходящей через гелий намного быстрее, чем через воздух.

Есть такой фокус, который можно многократно увидеть на роликах в ютубе. Эти ролики можно отыскать, если сделать поиск по словам «гелий» и «голос». Мы видим, что после того, как человек вдыхает газ гелий его голос изменяется, становится до смешного пискливым. Если же человек вдыхает другой газ, гексафторид серы, который тяжелей воздуха, его голос приобретает басовые тона, что тоже необычно и потому смешно.

В чем причина этого явления?

Но прежде ответим на вопрос, благодаря чему мы вообще можем говорить. Как вообще возникает голос?

Происходит это когда воздух проходит из легких через трахею в гортань. В гортани, приблизительно посередине ее, имеется сужение, где размещаются голосовые связки, которые собственно и генерируют звук. Голосовые связки представляют собой две горизонтальные складки, между которыми имеется отверстие, которое называется голосовой щелью. Если голосовые связки при прохождении через них воздуха из легких вибрируют, возникает звук. Голосовые связки могут производить самые разнообразные движения. Они могут смыкаться, соединяться, изменять свою длину и толщину, производя тем самым разнообразнейшие звуки.

Но сами связки очень слабые. Поэтому производимый ими звук весьма тихий. Для усиления этого звука необходим резонатор. Роль резонатора в речевом тракте человека выполняет глотка. Глотка объемна. Она открывается в сторону ротового отверстия. Форма глотки неправильная, но эта форма так хитро «рассчитана» природой, что усиливает слабые колебания воздуха, которые генерируют голосовые связки, и направляет их изо рта в сторону слушателя. Глотка находится непосредственно рядом с костями черепа. Вследствие этого, наш голос до нашего уха идет не столько по воздуху сколько по нашей черепной кости. С этим связан странный эффект: мы слышим собственный голос не так, как его слышат окружающие нас люди.

Итак, речевой тракт человека очень похож на любой звуковоспроизводящий аппарат: в нем имеется генератор звуковых колебаний (голосовые связки) и усилитель-резонатор (глотка). Нос и рот, а также находящиеся во рту язык, губы и небо задействованы при артикуляции. Благодаря им человек изменяет звуки, генерируемые голосовыми связками и усиливаемые глоткой, и произносит слова. Если провести аналогию с радиопередатчиком, происходит модуляция основного сигнала информационным.

Что же происходит, когда человек вдыхает газ гелий и начинает разговаривать? Благодаря тому, что гелий легче воздуха голосовые связки в среде этого газа будут колебаться чуть-чуть быстрее. Но не из-за этого изменения тон голоса поднимается так существенно.

А вот для нашей глотки, которая, как уже было сказано, работает резонатором, изменение природы звукопередающей среды существенно. Ведь резонансные частоты глотки зависят от ее формы и объема. При замене воздуха гелием, скорость звука в резонаторе увеличивается почти втрое, с 331 м/с до 965 м/с. А вот конфигурация резонатора не изменилась. Поэтому входить в резонанс (а значит, усиливать) резонатор теперь будет другие, более высокие частоты. Все звуки, выходящие изо рта человека, «хлебнувшего» гелия, сместятся в сторону более высоких частот. Голос станет более писклявым.

Если же вместо легкого гелия вдохнуть газ более тяжелый, чем воздух, в котором скорость звука меньше, резонировать с глоткой, а значит, усиляться будут звуковые колебания, имеющие меньшую частоту. Голос сместится в сторону низких частот и станет неестественно грубым.

Вот так вот и объясняются все эти чудеса.

Кто из нас не пробовал вдыхать содержимое гелиевых шариков и разговаривать после этого смешным мультяшным голосом? Многие даже уверены, что понимают, почему голос так...

Кто из нас не пробовал вдыхать содержимое гелиевых шариков и разговаривать после этого смешным мультяшным голосом? Многие даже уверены, что понимают, почему голос так кардинально меняется.

Вот самые распространенные версии :

• Гелий обладает меньшей плотностью, поэтому заставляет голосовые связки вибрировать сильнее. Отсюда и более высокий писклявый голос.
• Гелий легче воздуха и выходит быстрее. Скорость движения звука меняет голос.
• Гелий изменяет структуру голосовых связок, что влечет за собой изменение голоса.

Не хотите показаться глупыми — не говорите подобного.

Что происходит на самом деле?

Эти показатели связаны формулой :

Скорость распространения волны = частота волны * длину волны

Именно частота звуковой волны влияет на характеристики голоса, его индивидуальность.

В состав голосового аппарата входит ротовая и носовая полость, глотка, гортань, легкие и трахея. В гортани расположены голосовые связки. Голосовые связки – это складки на слизистой оболочке гортани. Они действительно колеблются под давлением воздуха, выдыхаемого из легких. Образуется звуковая волна, то есть звук. Но! Это не голос. Этот звук мы даже не слышим.

Что же мы слышим? Благодаря колебанию голосовых связок, воздух в легких и гортани тоже начинает колебаться. Возникает резонанс. Это резкое возрастание амплитуды колебаний звуковой волны. Именно резонанс усиливает громкость звука. Эти усиленные звуковые волны мы слышим и называем голосом. Резонанс происходит у разных людей на различных частотах с конкретной длиной звуковой волны. Обычно на четырех-пяти частотах. Поэтому у каждого человека голос звучит по-своему. Это и называется тембром голоса. Именно тембр голоса и меняется, когда мы вдыхаем гелий.

Почему меняется тембр голоса?

Итак, вдыхаем гелий. Что изменилось? Изменилась среда. Гелий действительно менее плотный, чем воздух. Скорость звуковой волны возрастает в менее плотной среде, а длина ее остается прежней (ведь размеры рта, глотки, гортани не менялись). Какой показатель меняется? Смотрим формулу. Правильно! Частота. Резонанс теперь происходит на более высоких частотах звуковой волны. И слышим мы другой тембр голоса. Писклявый и смешной.

Наверняка вы еще не раз будете веселиться с друзьями, говоря голоском персонажа мультфильма. Эффект от гелия настолько поразителен, что даже взрослому сложно удержаться от соблазна вдохнуть содержимое шарика. Попробуйте в следующий раз удивить приятелей еще и пониманием природы этого явления. Никто не сомневается, что смех продлевает жизнь, но только знания наполняют ее смыслом.

Гелий: cмена голоса человека от гелия?

Многие в детстве проделывали «фокус» с гелевым шариком, становясь на время героем мультфильма. Так почему меняется голос от гелия, и как долго мы может поддерживать такой эффект?

Никто не может сказать имя первого человека, который решился вдохнуть чужеродный газ и испытать на себе изменения в речевых связках. Однако многие идут по пути «первооткрывателей» и на вечеринках показывают мастерство разговора милым голоском. В интернете существует огромное количество видео, которые позволяют продлить эффект от гелия на 10-20 секунд. Средняя длительность действия газа при одном вдохе — 30 секунд, чего вполне достаточно для рассказа небольшой шутки или постановки пародии.

Каждый из нас задавал себе вопросы о том, почему от гелия меняется голос, и от каких факторов это зависит. Во-первых, гелий относится к группе инертных газов, чья плотность выше плотности воздуха, которым мы все дышим. Во-вторых, при вдыхании некоторого количества гелия начинается активное воздействие на голосовые связки: воздушные массы «сжимают» их, и в итоге речь собеседника меняется на детскую.

Так, человеческий тембр зависит от многих факторов. Однако большую роль играет плотность воздуха, который вдыхает человек. Если данный показатель вдыхаемого содержимого меньше определенной отметки, то резких изменений в речи может не наблюдаться.

Таким образом, можно заключить тот факт, что голос из-за вдыхания гелия изменяется исключительно из-за плотности чужеродного газа. Используя данный факт, человек может самостоятельно контролировать время «мышиной» речи.

Отчего же еще мог бы измениться привычный всем звонкий голосок собеседника? Аналогично тембр менялся бы не только под гелием, но и под воздействием других воздушных масс, чья плотность была бы выше плотности привычного для нас воздуха. Можно представить себе, какой могла бы быть речь у человека на Солнце или на Луне, если бы он вдыхал местный воздух.

На заметку: гелий входит в группу газов, вызывающих зависимость. Но в небольших дозах он не представляет никакой опасности для человека. Однако не стоит злоупотреблять вдыханием данного элемента, так как это может плохо сказаться на самочувствии.