سؤال للعالم: لماذا يشوه الهيليوم الصوت؟ لماذا يغير الهيليوم الصوت؟ بالون ، صوت ... ما القاسم المشترك بينهما.

الهيليوم هو ثاني أكثر العناصر الكيميائية وفرة في الكون بعد الهيدروجين. ومع ذلك ، بين محبي "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؟ كل شيء على مايرام! 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 "فأر" رقيق. 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 كل من حوله. 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" لن يفكر أحد - هذه الفكرة مضحكة للغاية!

كثافة الهيليوم أقل بسبع مرات تقريبًا من كثافة الهواء العادي. عندما يتم استنشاق هذا الغاز الخامل ، تزيد الحبال الصوتية من تردد الاهتزاز ، ويصدر الصوت بنبرة متزايدة. بالنسبة للبعض ، فإن الأصوات التي تم إجراؤها تشبه صوت شخصية كرتونية ، والبعض الآخر تشبه صوت فأر أو حديث طفل. لكن ، على أي حال ، يصبح حول.

ولكن بعد استنشاق فلوريد الكبريت - وهو غاز ثقيل ، وهو 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 غير قابلة للإصلاح.

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 من غير الآمن أيضًا تشبع الرئتين 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 بضعة أعشار من نسبة 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 تستنشق كمية كبيرة من الهيليوم في المرة الواحدة. من الأفضل أن تأخذ أنفاسًا صغيرة ، وعندما يزول تأثير الغاز ، حاول مرة أخرى ، ولا تبالغ في ذلك ، لأن الصحة والحياة هما أهم شيء.

حاول الكثيرون استنشاق الهيليوم من البالونات والتحدث بصوت غير عادي ومضحك ، أو شاهدوا كيف يفعل الأصدقاء ذلك. يصبح الصوت البشري في نفس الوقت أعلى وأرق ويشبه الطفل. لماذا يؤثر الهيليوم على الصوت ، وهل هناك مواد لها تأثير معاكس؟

تتوفر بالونات الهيليوم في أي متجر مستلزمات حفلات. إنها أخف من البالونات المنفوخة بالهواء العادي ، وإذا تم إطلاقها ، فسوف تطير عالياً في السماء. ولكن إذا قمت بفك الحبل واستنشق الهيليوم في الرئتين ، فعند الزفير يتضح أنه شديد جدًا صوت مضحك.

تنشأ الأصوات التي ينطق بها الشخص نتيجة اهتزاز الحبال الصوتية. تهتز حزمنا بمرونة في الهواء ، حيث تبلغ كثافتها عند 20 درجة حوالي 1.2 كجم / م 3. الهيليوم غاز خامل عديم اللون والرائحة ، وكثافته أقل بعدة مرات من كثافة الهواء. عند نفس درجة الحرارة ، تكون كثافة الهيليوم 0.18 كجم / م 3 فقط. كلما كان الغاز الأقل كثافة مقارنة بالهواء لا يوفر مقاومة كافية ، تهتز الأحبال الصوتية بتردد أعلى ويصبح الصوت أعلى.

لكن مثل هذا التأثير المعجز ، كما اتضح ، لا يلاحظ في جميع الناس. بالنسبة لبعض النساء ذوات الأصوات العالية بشكل طبيعي ، فإن استنشاق الهيليوم لا يحدث فرقًا كبيرًا.

بطبيعة الحال ، السؤال الذي يطرح نفسه ، أليس من الضار أن تستمتع بهذه الطريقة؟ بالطبع ، استنشاق الهليوم أمر غير طبيعي بالنسبة للإنسان. الغاز نفسه خامل كيميائيًا ، أي في الظروف العادية لا يدخل فيه تفاعلات كيميائيةمع المواد المحيطة ولا تشكل مركبات مستقرة. هذا هو أساس الرأي القائل بأن استنشاق الهيليوم هو وسيلة ترفيه غير ضارة. لكن استنشاق هذا الغاز آمن فقط بكميات صغيرة. سيؤدي استنشاق الهيليوم لفترات طويلة بدلاً من الهواء الطبيعي إلى بدء الجسم في تجربة نقص الأكسجين ، والذي قد لا ينتهي بالمتعة كما بدأ.

ولكن بعد استنشاق غاز آخر - فلوريد الكبريت - يمكنك ملاحظة التأثير المعاكس. هذا الغاز كثيف جدًا ، وأكثف بخمس مرات من الهواء العادي. عند الاستنشاق ، تهتز الحبال الصوتية بتردد أقل ، ويصبح الصوت منخفضًا وخشنًا ، حتى عند الفتيات الصغيرات اللاتي يتمتعن بصوت عالٍ بشكل طبيعي.

الهيليوم غاز نبيل له عدد من الخصائص المحددة. وعلى وجه الخصوص ، يسمح لك بتغيير صوت أي شخص ، مما يجعله صريرًا ، مثل الشخصيات الكرتونية. لكن لماذا يحدث هذا ، وما الخصائص الأخرى التي يمتلكها هذا الغاز؟ هل من الآمن استنشاقه ، ويمكن أن يكون هناك آثار جانبية؟ ما مدى دراسة هذه المادة وأين يتم استخدامها؟

يستخدم الهيليوم بعدة طرق ، أسهل طريقة للعثور عليه هي من بائعي البالونات الذين يستخدمونه على نطاق واسع. هذه مادة مدروسة جيدًا ويمكن قول الكثير عنها.

ميزات الهيليوم

الهيليوم هو غاز خامل وله جميع الخصائص المميزة لهذه المجموعة. ليس له رائحة أو طعم نموذجي ، إنه عديم اللون ، سحابة الهيليوم لن تختلف في المظهر عن الهواء المحيط. يتميز العنصر بخاصية ثابتة فيه فقط - عند درجة حرارة -268.9 درجة مئوية ، فإنه يسيل ، ولكن لتحقيق تحوله إلى الحالة الصلبةفي ظل ظروف الأرض العادية لن تنجح. للقيام بذلك ، من الضروري ليس فقط خفض درجة الحرارة إلى 1 كلفن ، ولكن أيضًا لزيادة الضغط الجوي إلى 25 جوًا. لكن هذا لا علاقة له بقدرة الغاز على تغيير صوت الشخص.

ومن السمات الأخرى لهذه المادة أن تكون أكثر إثارة للاهتمام في إطار المسألة قيد النظر. الهيليوم غاز خفيف للغاية ، فقط الهيدروجين أخف. إنه شائع جدًا في الطبيعة ، حيث يمثل حوالي 23 بالمائة من جميع المواد في الكون المعروفة للإنسان. تولد المادة في النجوم أثناء الاندماج النووي. هذا الغاز أقل كثافة بسبع مرات من الهواء. الغلاف الجوي للأرض، كونها ثاني أخف وزنا من بين جميع الموجودة. فقط الهيدروجين أمامه.

حقيقة مثيرة للاهتمام:إنها الكثافة المنخفضة التي تجعل الهيليوم ممتعًا لبائعي البالونات. من خلال ملء البالونات بها ، يمنحهم الناس فرصة الاندفاع إلى السماء. بفضل الغاز ، من الممكن أن ترفع إلى السماء ليس فقط البالونات ، ولكن أيضًا المناطيد بأكملها. المادة الأقل كثافة تميل إلى الأعلى ، هذه هي قوانين الفيزياء.

كيف يقوم الغاز بتغيير الصوت؟

لفهم مسألة تغيرات الصوت تحت تأثير الهيليوم ، من الضروري مراعاة حقيقة كثافته المنخفضة والنظر في فارق بسيط آخر - كيف يدير الشخص إصدار الأصوات والكلام. أي نوع من الأصوات ، بما في ذلك صوت الإنسان ، هو اهتزاز. أما الكلام البشري ، فهذه الأصوات تنتج عن حركة الحبال الصوتية الموجودة في الحنجرة. يتكون جرس الصوت من تردد التذبذبات ، فكلما ارتفع هذا المؤشر ، زاد الصوت.

مثير للإعجاب:

لماذا يحدث دوار البحر؟ أسباب كيفية التخلص من الصور ومقاطع الفيديو

في بيئة الهواء العادية ، يظل صوت الشخص مألوفًا ، ويتم إنتاج الأصوات ونقلها بطريقة قياسية. ولكن إذا تغيرت مؤشرات البيئة ، فيمكن أن يتغير الصوت أيضًا - بطريقة مهمة أو غير مهمة. يلاحظ بعض الناس أن الأصوات يمكن أن تبدو مختلفة قليلاً حتى في الضباب الكثيف ، عندما تتغير رطوبة البيئة. وهذا ليس رأي شخصي. عندما يتم استنشاق غاز خامل ، يتم ضغط الحبال الصوتية ، ويزداد تواتر اهتزازاتها بشكل كبير. مع زيادة وتيرة الاهتزازات ، يتغير الصوت أيضًا ، ويصبح أعلى ومضحكًا.

هناك مادة تعطي التأثير المعاكس. إذا تم استنشاق فلوريد الكبريت ، سيبدو الصوت منخفضًا ، وسينظر إلى صوت الأنثى على أنه صوت جهير ذكر. وهو من الغازات الثقيلة ، كثافته أعلى بخمس مرات من كثافة الهواء.

هل الهيليوم آمن؟

في بعبارات عامةيمكن اعتبار استنشاق الهليوم متعة آمنة نسبيًا ، إذا كنت تتنفس ليس فقط الهيليوم ، ولكن أيضًا الهواء العادي ، ولا تنغمس في الترفيه بحماس خاص. في الواقع ، وإلا يمكنك الحصول على جوع الأكسجين. العلامات الأولى لذلك هي الغثيان والدوار والصداع ومشاكل التنفس. بالإضافة إلى ذلك ، يجب عدم القيام بذلك بانتظام ، لأن هناك خطر حدوث تلف في الحبال الصوتية. يجب حمايتها ، فقد يكون الضرر في هذه المنطقة غير قابل للإصلاح ، أو يضر بالصوت ، أو يجعل من المستحيل التحدث. جهاز الصوت البشري حساس للغاية.

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. ونظرًا لأن 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 يدخل الرئتين عبر الحنجرة ثم يترك الرئتين على شكل ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى عبر 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. ينتقل بعد ذلك 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 ، عادةً ما تتراوح جميع أصوات الكلام البشري تقريبًا 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 ينتج عنه العديد من أصوات الكلام المختلفة.
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.
للهيليوم وزن ذري 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 الخاص بك. لذلك ، بينما يظل التردد الأساسي للأوتار كما هو ، يزداد تردد الصوت الذي يسمعه الآخرون بسبب مرور الموجة عبر الهيليوم بشكل أسرع من الهواء.