Kāda gāze maina balsi, izņemot hēliju. Jautājums zinātniekam: Kāpēc hēlijs deformē balsi? Balons, balss... kas jums kopīgs

Hēlijs ir otrs visbiežāk sastopamais ķīmiskais elements Visumā pēc ūdeņraža. Tomēr "jokošanas" cienītāju vidū šī inertā gāze, protams, tur plaukstu. Un nav nekāds brīnums: viena hēlija dvesma – un ir pienācis laiks izrunāt Donalda Daku.

Hēlijs pieder pie inerto gāzu grupas, kas nozīmē, ka tam ir zināma narkotiska iedarbība. Nezināju? Ir labi! Saskaņā ar šo rādītāju hēlijs ir zemāks par visām pārējām cēlgāzēm, tāpēc persona, kas nolemj to ieelpot, neizjūt atkarību. Bet ar šīs gāzes palīdzību kompāniju ir ļoti iespējams uzjautrināt.

Ikvienam rodas jautājums, kāpēc balss mainās no hēlija. Tas ir vienkārši: norijot, gāze iedarbojas uz balss saitēm, liekot tām sarauties. Rezultāts ir tieva "peles" balss. Precīzāk sakot, tas viss ir saistīts ar balss dabu un īpašībām.

Hēlijs ir līdz šim "jautrākā" inertā gāze pasaulē

Cilvēka balss ir skaņas viļņi, ko rada balss saišu vibrācija. Hēlijs ir blīvāks par gaisu, ko mēs parasti elpojam. Balss tembrs ir tieši atkarīgs no šī blīvuma, un saišu vibrācijas frekvence nosaka izstarotās skaņas augstumu. Tagad ir skaidrs, kāpēc balss mainās no hēlija?

Balons, balss... kas viņiem kopīgs?

Vēsture nav saglabājusi pirmās personas vārdu, kas ieelpoja hēliju un runāja smieklīgā balsī. Taču viņa uzticīgie sekotāji neļauj šai tradīcijai izgaist un turpina uzjautrināt visus apkārtējos. Viss, kas Jums nepieciešams, ir balons, balss un nedaudz iztēles.

Hēlija balons paspilgtinās pat visgarlaicīgāko ballīti.

Izklaide ir pietiekami droša, ja to neizmanto ļaunprātīgi. Hēlijs ir inerta gāze, bez smaržas un garšas. Tāpēc cilvēku, kurš ir ieelpojis hēliju, var atpazīt tikai pēc balss. Un tāpēc hēlijs maina savu balsi "atpazīšanas" brīdī nevienam neienāks prātā - šī ideja ir pārāk jautra!

Droši vien katrs no mums zina, ka, ieelpojot nedaudz gāzes no hēlija balona, ​​tad balss kļūs plānāka un skanēs smieklīgi. Bet ne visi varēs atbildēt, kāpēc balss mainās no hēlija, kad tiek ieelpota gāze ?! Un tas viss tāpēc, ka hēlijam ir daudz mazāks blīvums. Balss saites elastīgi vibrē gaisa plūsmā. Un tā kā hēlija blīvums ir septiņas reizes mazāks nekā gaisam, tas nozīmē, ka tas daudz mazāk noslogo saites, tāpēc tās vibrē ar augstāku frekvenci un balss kļūst čīkstoša un smieklīga.
Tagad pievērsīsimies tuvāk tam, kā un kāpēc hēlijs maina balsi. Cilvēka balss mehānika ir pārsteidzoša bioloģiska parādība. Viss sākas ar to, ka gaiss caur balseni iekļūst plaušās un pēc tam caur balseni atkal iziet no plaušām oglekļa dioksīda veidā. Ar to var manipulēt vairākos veidos. Piemēram, jūs varat atbrīvot gaisu, un viss, ko dzird citi, ir elpošanas skaņa. Ja jums kaut kas jāsaka, balsenes un balss saišu muskuļi ir iekļauti šajā jautājumā.

Gaiss plaušās spiež diafragmu atpūsties. Pēc tam tas virzās caur jūsu elpu un nonāk nelielā atverē, kurai abās pusēs ir divas ādas krokas (balss saites) — V formā. Tā kā muskuļi, kas kontrolē jūsu balsi, saspringst un atslābinās, tie rada balss vibrācijas. auklas. Kad šīs auklas vibrē, tās izdala gaisa impulsus. Sasprindzinājums šajos muskuļos rada frekvences atšķirības. Jo augstāks spriegums, jo augstāka frekvence un līdz ar to augstāka balss. Šo frekvenci mēra hercos (labi, tas ir, cik reizes sekundē tā atkārtojas). Piemēram, gandrīz visi cilvēki runas skaņas parasti svārstās no 200 herciem līdz 8000 herciem.

Pēc iziešanas no balss loga gaiss nonāk jūsu mutes zonā, ko neoficiāli var saukt par jūsu balss traktu. Manipulējot ar mēli, žokli un lūpām, jūs varat mainīt rezonanses frekvences, ko rada jūsu balss savienojumi, radot daudzas dažādas runas skaņas.
Skaņa, ko rada gaiss, kas plūst dažādās frekvencēs un rezonansēs, rada mūsu balsi. Vēl viens faktors, kas ietekmē soļus, ir balss saišu biezums. Jo biezākas ādas krokas, jo dziļāka balss, un otrādi – jo plānākas krokas un plānāka balss.

Tātad tagad parunāsim par gaisu, kas nāk no jūsu plaušām. Molekulu skaits fiksētā gāzes tilpumā, tāpat kā gaisa tilpums plaušās, nemainās atkarībā no gāzes veida (pieņemot, ka spiediens ir pietiekami zems). Kamēr temperatūra un spiediens ir vienādi, nav svarīgi, vai tas ir hēlijs vai gaiss, molekulu skaits ir vienāds. Pēc tam šo molekulu masu mēra pēc atomu masas. Atomu svars ir bezizmēra fiziskais lielums (tāpēc tas tik labi darbojas gāzei, kurai nav obligāti jābūt noteiktam izmēram). Šī ir elementa atomu vidējās masas attiecība pret 1/12 no oglekļa-12 atoma masas. Tas viss būtībā nozīmē, ka jo lielāks skaitlis, jo smagāka ir gāze.
Hēlija atomu svars ir 4,002602. Gaisam, kas ir aptuveni 80% slāpekļa, ir dažādas īpašības atkarībā no vide. Šī iemesla dēļ tā faktisko atomu svaru nevar precīzi noteikt. Tomēr tas parasti ir apmēram septiņas reizes smagāks par hēliju.

Tātad, kāpēc balss mainās no hēlija, kad tiek ieelpota gāze?! Atbilde slēpjas tajā, kā skaņas viļņi pārvietojas pa noteiktu gāzi. Jo blīvāka vai smagāka gāze, jo lēnāks būs skaņas vilnis. Hēlijs ir daudz vieglāks par gaisu. Tad skaņas viļņa ātrums caur hēliju būs daudz lielāks. Tātad, kad jūs ieelpojat hēliju un izmantojat to kā uztvertās skaņas avotu, jūs vienkārši palielinat savas balss ātrumu vai frekvenci. Jūs nemaināt toņu, jo jūsu balss saites vibrē tādā pašā ātrumā kā tad, ja izmantojat gaisu. Jūs arī nemaināt sava balss trakta konfigurāciju. Tātad, lai gan akordu pamata frekvence paliek nemainīga, citu dzirdamās skaņas frekvence palielinās, jo vilnis pārvietojas caur hēliju daudz ātrāk nekā pa gaisu.

Ir kāds triks, ko YouTube videoklipos var redzēt daudzas reizes. Šos videoklipus var atrast, ja meklējat vārdus "hēlijs" un "balss". Mēs redzam, ka pēc tam, kad cilvēks ieelpo hēlija gāzi, viņa balss mainās, kļūst smieklīgi čīkstoša. Ja cilvēks ieelpo citu gāzi, sēra heksafluorīdu, kas ir smagāks par gaisu, viņa balss iegūst basa toņus, kas arī ir neparasti un tāpēc smieklīgi.

Kāds ir šīs parādības iemesls?

Bet vispirms atbildēsim uz jautājumu, pateicoties tam, ko mēs vispār varam runāt. Kā rodas balss?

Tas notiek, kad gaiss no plaušām caur traheju nonāk balsenē. Balsē, aptuveni tās vidū, ir sašaurinājums, kur atrodas balss saites, kas faktiski rada skaņu. Balss saites ir divas horizontālas krokas, starp kurām ir atvere, ko sauc par balss skaņu. Ja balss saites vibrē, kad gaiss iet caur tām no plaušām, rodas skaņa. Balss saites var radīt dažādas kustības. Tās var aizvērt, savienot, mainīt garumu un biezumu, tādējādi radot dažādas skaņas.

Bet pašas saites ir ļoti vājas. Tāpēc to radītā skaņa ir ļoti klusa. Lai pastiprinātu šo skaņu, ir nepieciešams rezonators. Rezonatora lomu cilvēka balss traktā veic rīkle. Kakls ir apjomīgs. Tas atveras mutes atveres virzienā. Rīkles forma ir nepareiza, taču šī forma dabā ir tik viltīgi “aprēķināta”, ka tā pastiprina vājās gaisa vibrācijas, ko rada balss saites, un virza tās no mutes klausītāja virzienā. Rīkle atrodas tieši blakus galvaskausa kauliem. Rezultātā mūsu balss pie auss nonāk ne tik daudz pa gaisu, cik caur mūsu galvaskausa kaulu. Ar to ir saistīts dīvains efekts: mēs savu balsi dzirdam savādāk, nekā to dzird apkārtējie.

Tātad cilvēka balss trakts ir ļoti līdzīgs jebkuram skaņas reproducēšanas aparātam: tam ir skaņas vibrāciju ģenerators (balss saites) un rezonatora pastiprinātājs (rīkle). Deguns un mute, kā arī mēle, lūpas un aukslējas mutē ir iesaistīti artikulācijā. Pateicoties viņiem, cilvēks maina balss saišu radītās un rīkles pastiprinātās skaņas un izrunā vārdus. Ja mēs zīmējam analoģiju ar radio raidītāju, galvenais signāls tiek modulēts ar informācijas signālu.

Kas notiek, kad cilvēks ieelpo hēlija gāzi un sāk runāt? Sakarā ar to, ka hēlijs ir vieglāks par gaisu, balss saites šīs gāzes vidē svārstīsies nedaudz ātrāk. Bet ne jau šo izmaiņu dēļ balss tonis tik dramatiski paaugstinās.

Bet mūsu rīklei, kas, kā jau minēts, darbojas kā rezonators, skaņas pārraides vides rakstura izmaiņas ir būtiskas. Galu galā rīkles rezonanses frekvences ir atkarīgas no tās formas un tilpuma. Gaisu aizstājot ar hēliju, skaņas ātrums rezonatorā gandrīz trīskāršojas, no 331 m/s līdz 965 m/s. Bet rezonatora konfigurācija nav mainījusies. Tāpēc rezonators tagad nonāks rezonansē (un līdz ar to pastiprinās) citas augstākas frekvences. Visas skaņas, kas nāk no cilvēka mutes, kurš "iemalkoja" hēliju, novirzīsies uz augstākām frekvencēm. Balss kļūs čīkstošāka.

Ja vieglā hēlija vietā ieelpojam par gaisu smagāku gāzi, kurā skaņas ātrums ir mazāks, rezonē ar rīkli, kas nozīmē, ka tiks pastiprinātas skaņas vibrācijas ar zemāku frekvenci. Balss novirzīsies uz zemām frekvencēm un kļūs nedabiski raupja.

Šādi tiek izskaidroti visi šie brīnumi.

Kurš gan no mums nav mēģinājis ieelpot hēlija balonu saturu un pēc tam sarunāties smieklīgā multenes balsī? Daudzi pat ir pārliecināti, ka saprot, kāpēc balss ir tik...

Kurš gan no mums nav mēģinājis ieelpot hēlija balonu saturu un pēc tam sarunāties smieklīgā multenes balsī? Daudzi pat ir pārliecināti, ka saprot, kāpēc balss tik krasi mainās.

Šeit ir visizplatītākās versijas:

• Hēlijs ir mazāk blīvs, tāpēc tas liek balss saitēm vairāk vibrēt. Līdz ar to augstāka čīkstošā balss.
• Hēlijs ir vieglāks par gaisu un izplūst ātrāk. Skaņas kustības ātrums maina balsi.
• Hēlijs maina balss saišu struktūru, kas izraisa balss izmaiņas.

Ja nevēlies izklausīties stulbi, tad nesaki to.

Kas īsti notiek?

Šie rādītāji ir saistīti ar formulu:

Viļņa izplatīšanās ātrums = viļņu frekvence * viļņa garums

Tā ir skaņas viļņa frekvence, kas ietekmē balss īpašības, tās individualitāti.

Balss aparāts ietver mutes un deguna dobumus, rīkli, balseni, plaušas un traheju. Balss saites atrodas balsenē. Balss saites ir balsenes gļotādas krokas. Tie patiešām svārstās zem no plaušām izelpotā gaisa spiediena. Tiek veidots skaņas vilnis, tas ir, skaņa. Bet! Tā nav balss. Mēs pat nedzirdam šo skaņu.

Ko mēs dzirdam? Pateicoties balss saišu vibrācijai, sāk vibrēt arī gaiss plaušās un balsenē. Ir rezonanse. Tas ir straujš skaņas viļņa svārstību amplitūdas pieaugums. Tā ir rezonanse, kas padara skaņu skaļāku. Šos pastiprinātos skaņas viļņus mēs dzirdam un saucam par balsi. Rezonanse notiek plkst dažādi cilvēki dažādās frekvencēs ar noteiktu skaņas viļņa garumu. Parasti četrās vai piecās frekvencēs. Tāpēc katram cilvēkam ir atšķirīga balss. To sauc par balss tembru. Tas ir balss tembrs, kas mainās, kad mēs ieelpojam hēliju.

Kāpēc mainās balss tembrs?

Tātad, mēs ieelpojam hēliju. Kas mainījās? Vide ir mainījusies. Hēlijs patiešām ir mazāk blīvs nekā gaiss. Skaņas viļņa ātrums palielinās mazāk blīvā vidē, bet tā garums paliek nemainīgs (galu galā mutes, rīkles, balsenes izmērs nemainījās). Kāds indikators mainās? Apskatīsim formulu. Pareizi! Biežums. Rezonanse tagad notiek augstākās skaņas viļņu frekvencēs. Un mēs dzirdam citu balss tembru. Čīkstošs un smieklīgs.

Protams, jūs vairāk nekā vienu reizi izklaidēsities ar draugiem, runājot multfilmas varoņa balsī. Hēlija iedarbība ir tik pārsteidzoša, ka pat pieaugušam cilvēkam ir grūti pretoties kārdinājumam ieelpot balona saturu. Mēģiniet nākamreiz pārsteigt savus draugus ar izpratni par šīs parādības būtību. Neviens nešaubās, ka smiekli pagarina dzīvi, bet tikai zināšanas piepilda to ar jēgu.

Hēlijs: mainīt cilvēka balsi no hēlija?

Daudzi bērnībā veica “triku” ar gēla bumbiņu, uz brīdi kļūstot par multfilmas varoni. Tātad, kāpēc hēlijs maina balsi, un cik ilgi mēs varam saglabāt šādu efektu?

Neviens nevar nosaukt pirmās personas vārdu, kurš uzdrošinājās ieelpot svešas gāzes un piedzīvoja izmaiņas balss saitēs. Tomēr daudzi iet pa "pionieru" ceļu un ballītēs izrāda prasmi sarunāties saldā balsī. Internetā ir milzīgs skaits video, kas ļauj pagarināt hēlija iedarbību par 10-20 sekundēm. Vidējais gāzes darbības ilgums ar vienu elpu ir 30 sekundes, kas ir pilnīgi pietiekami, lai pastāstītu nelielu joku vai iestudētu parodiju.

Katrs no mums uzdeva sev jautājumus par to, kāpēc balss mainās no hēlija un no kādiem faktoriem tas ir atkarīgs. Pirmkārt, hēlijs pieder pie inerto gāzu grupas, kuru blīvums ir lielāks par gaisa blīvumu, ko mēs visi elpojam. Otrkārt, ieelpojot noteiktu daudzumu hēlija, sākas aktīva ietekme uz balss saitēm: gaisa masas tās "saspiež", un rezultātā sarunu biedra runa pāriet uz bērna.

Tātad cilvēka tembrs ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Tomēr svarīga loma ir gaisa blīvumam, ko cilvēks ieelpo. Ja šis ieelpotā satura rādītājs ir mazāks par noteiktu atzīmi, pēkšņas runas izmaiņas var netikt novērotas.

Tādējādi var secināt, ka balss hēlija ieelpošanas dēļ mainās tikai svešas gāzes blīvuma dēļ. Izmantojot šo faktu, cilvēks var patstāvīgi kontrolēt "peles" runas laiku.

Kāpēc gan citādi varēja mainīties visiem pazīstamā sarunu biedra skanīgā balss? Tāpat tembrs mainītos ne tikai zem hēlija, bet arī citu gaisa masu ietekmē, kuru blīvums būtu lielāks par mums pazīstamo gaisa blīvumu. Var iedomāties, kā cilvēks varētu runāt uz Saules vai uz Mēness, ja ieelpotu vietējo gaisu.

Piezīme: Hēlijs ir viena no atkarību izraisošajām gāzēm. Bet mazās devās tas nerada nekādas briesmas cilvēkiem. Tomēr nevajadzētu ļaunprātīgi izmantot šī elementa ieelpošanu, jo tas var negatīvi ietekmēt jūsu labsajūtu.