سؤال للعالم: لماذا يشوه الهيليوم الصوت؟ لماذا ، بعد استنشاق الهيليوم ، يبدأ الشخص في التحدث بصوت مضحك كيف يتمكن الغاز من تغيير الصوت.

من منا لم يحاول استنشاق محتويات بالونات الهيليوم ثم التحدث بصوت كرتوني مضحك؟ حتى أن الكثير منهم على يقين من أنهم يفهمون سبب كون الصوت هكذا ...

من منا لم يحاول استنشاق محتويات بالونات الهيليوم ثم التحدث بصوت كرتوني مضحك؟ حتى أن الكثير منهم على يقين من أنهم يفهمون سبب تغير الصوت بشكل كبير.

فيما يلي الإصدارات الأكثر شيوعًا:

• الهيليوم أقل كثافة ، لذا فهو يجعل الحبال الصوتية تهتز أكثر. ومن هنا جاء صوت أعلى صار.
• الهليوم أخف من الهواء ويهرب بشكل أسرع. سرعة حركة الصوت تغير الصوت.
• يغير الهيليوم بنية الحبال الصوتية ، مما يستلزم تغييرًا في الصوت.

إذا كنت لا تريد أن تبدو غبيًا ، فلا تقل ذلك.

ما الذي يحدث حقا؟

ترتبط هذه المؤشرات بالصيغة:

سرعة انتشار الموجة = تردد الموجة * الطول الموجي

إن تردد الموجة الصوتية هو الذي يؤثر على خصائص الصوت وتفرده.

يشمل الجهاز الصوتي تجاويف الفم والأنف والبلعوم والحنجرة والرئتين والقصبة الهوائية. تقع الحبال الصوتية في الحنجرة. الحبال الصوتية عبارة عن ثنيات في الغشاء المخاطي للحنجرة. إنها تتقلب حقًا تحت ضغط الهواء الزفير من الرئتين. تتشكل موجة صوتية ، أي صوت. ولكن! إنه ليس صوت. نحن حتى لا نسمع هذا الصوت.

ماذا نسمع؟بسبب اهتزاز الحبال الصوتية ، يبدأ الهواء في الرئتين والحنجرة بالاهتزاز أيضًا. هناك صدى. هذه زيادة حادة في سعة اهتزازات الموجة الصوتية. الرنين هو الذي يجعل الصوت أعلى. هذه الموجات الصوتية المضخمة نسمعها وندعوها بصوت. يحدث الرنين عند أشخاص مختلفين بترددات مختلفة بطول موجي صوتي محدد. عادة عند أربعة أو خمسة ترددات. لذلك ، لكل شخص صوت مختلف. وهذا ما يسمى جرس الصوت. إنه جرس الصوت الذي يتغير عندما نستنشق الهيليوم.

لماذا يتغير جرس الصوت؟

لذلك ، نستنشق الهيليوم. ما الذي تغير؟ لقد تغيرت البيئة. الهليوم في الواقع أقل كثافة من الهواء. تزداد سرعة الموجة الصوتية في وسط أقل كثافة ، لكن طولها يظل كما هو (بعد كل شيء ، لم يتغير حجم الفم والبلعوم والحنجرة). ما هو المؤشر المتغير؟ لنلق نظرة على الصيغة. بشكل صحيح! تكرار. يحدث الرنين الآن عند الترددات العالية للموجة الصوتية. ونسمع جرس صوت مختلف. صارخ ومضحك.

بالتأكيد ستستمتع مع أصدقائك أكثر من مرة ، بالتحدث بصوت شخصية كرتونية. تأثير الهيليوم مذهل لدرجة أنه حتى الشخص البالغ يصعب عليه مقاومة إغراء استنشاق محتويات البالون. حاول مفاجأة أصدقائك في المرة القادمة بفهم طبيعة هذه الظاهرة. لا أحد يشك في أن الضحك يطيل الحياة ، ولكن المعرفة فقط تملأها بالمعنى.

الهيليوم: تغيير صوت الإنسان من الهيليوم؟

قام الكثيرون في طفولتهم "بحيلة" باستخدام كرة هلامية ، ليصبحوا شخصية كرتونية لفترة من الوقت. فلماذا يغير الهيليوم الصوت ، وكم من الوقت يمكننا الحفاظ على هذا التأثير؟

لا أحد يستطيع أن يقول اسم أول شخص تجرأ على استنشاق الغازات الأجنبية وتجربة تغيرات في الحبال الصوتية. ومع ذلك ، فإن الكثيرين يتبعون طريق "الرواد" ويظهرون في الحفلات مهارة المحادثة بصوت حلو. يوجد عدد كبير من مقاطع الفيديو على الإنترنت تتيح لك إطالة تأثير الهيليوم بمقدار 10-20 ثانية. متوسط ​​مدة عمل الغاز مع نفس واحد هو 30 ثانية ، وهو ما يكفي لإخبار نكتة صغيرة أو تنظيم محاكاة ساخرة.

سأل كل منا أنفسنا أسئلة حول سبب تغير الصوت من الهيليوم ، وما هي العوامل التي يعتمد عليها. أولاً ، ينتمي الهيليوم إلى مجموعة الغازات الخاملة ، والتي تكون كثافتها أعلى من كثافة الهواء الذي نتنفسه جميعًا. ثانيًا ، عندما يتم استنشاق كمية معينة من الهيليوم ، يبدأ تأثير نشط على الحبال الصوتية: الكتل الهوائية "تضغط" عليها ، ونتيجة لذلك ، يتغير حديث المحاور إلى طفل.

لذلك ، يعتمد جرس الإنسان على العديد من العوامل. ومع ذلك ، تلعب كثافة الهواء الذي يستنشقه الشخص دورًا مهمًا. إذا كان هذا المؤشر للمحتوى المستنشق أقل من علامة معينة ، فقد لا يتم ملاحظة التغييرات المفاجئة في الكلام.

وبالتالي ، يمكن للمرء أن يستنتج حقيقة أن الصوت الناتج عن استنشاق الهيليوم يتغير فقط بسبب كثافة الغاز الغريب. باستخدام هذه الحقيقة ، يمكن لأي شخص التحكم بشكل مستقل في وقت كلام "الماوس".

وإلا لماذا يمكن أن يتغير الصوت الرنان للمحاور المألوف لدى الجميع؟ وبالمثل ، لن يتغير الجرس ليس فقط تحت تأثير الهيليوم ، ولكن أيضًا تحت تأثير الكتل الهوائية الأخرى ، والتي ستكون كثافتها أعلى من كثافة الهواء المألوفة لدينا. يمكن للمرء أن يتخيل كيف يمكن للشخص أن يتحدث على الشمس أو على القمر إذا استنشق الهواء المحلي.

ملحوظة: الهيليوم هو أحد الغازات المسببة للإدمان. لكن بجرعات صغيرة لا تشكل أي خطر على الإنسان. ومع ذلك ، يجب ألا تسيء استنشاق هذا العنصر ، لأن هذا يمكن أن يؤثر سلبًا على صحتك.

يُطلق السؤال إلى مشروع "العالِم" ، حيث يجيب الخبراء على أسئلة مثيرة للاهتمام أو ساذجة أو عملية. في العدد الجديد ، يشرح مرشح العلوم الكيميائية بيوتر أوبراتسوف سبب تشويه الصوت عند استنشاق الهيليوم.

لماذا يشوه الهيليوم الصوت؟

بيوتر أليكسيفيتش أوبراتسوف

مرشح العلوم الكيميائية ، كاتب عمود علمي للمجلة الروسية ومجلة العلوم والحياة

غاز الهليوم ، الذي اكتشف لأول مرة على الشمس وسمي على اسم نجمنا المسمى هيليوس ، يُستخدم لملء البالونات ، ليحل محل النيتروجين في غرف الضغط وخزانات الغوص ، لخلق الموصلية الفائقة ، إلخ. في الحالة الأولى ، خمول الهيليوم وانخفاضه الكثافة المستخدمة ، في الحالة الثانية ، لا يخلق الهيليوم حالة من التسمم بين الغواصين على أعماق عشرات الأمتار ، مثل النيتروجين العادي. بالإضافة إلى ذلك ، عند الضغط العالي ، يذوب النيتروجين في دم الغواص ، وأثناء الصعود السريع من العمق ، يتم إطلاقه من الدم على شكل فقاعات تسد الأوعية. هناك ما يسمى بمرض الغواص. والهيليوم لا يتصرف هكذا.

أهم خصائص الهيليوم - الكثافة المنخفضة واللزوجة - هي أسباب هذه الميزة المضحكة لهذا الغاز مثل زيادة نغمة الصوت. وفي وسط غازي منخفض الكثافة ، يتكون من الأكسجين والهيليوم بدلاً من النيتروجين ، تكون سرعة الصوت أكبر بكثير من الهواء العادي. ويبقى حجم تجويف الفم والجزء العلوي من الحلق (الرنان) دون تغيير. نتيجة لذلك ، يزداد كل من تواتر الأربطة وتواتر الصوت المنتشر في هذا الرنان ، مما يعني ظهور نوع من الصوت الصرير.

يكون التأثير العكسي لخفض التردد ممكنًا عند استنشاق المخاليط بغازات خاملة أثقل من النيتروجين ، على سبيل المثال ، الكريبتون الخامل أو الزينون. باستنشاق مثل هذا المزيج ، فإن الإضافات العادية للأوبرا كانت ستطغى على شاليابين نفسه بباسه.

ومع ذلك ، إذا أراد أي شخص يقرأ هذه السطور إعادة إنتاج هذا التأثير (الهيليوم متوفر ، هم منفوخ بالونات الهواء) ، يجب أن يتذكر أنه مع الاستنشاق المطول للمخاليط المحتوية على الهيليوم ، جوع الأكسجين وفقدان الوعي.تحتاج إلى التقاط أنفاسك على الفور في الهواء الطلق.

يبدو أن هذا الموضوع لا علاقة له بالغناء. بدلا من ذلك ، للكيمياء ... أو الفيزياء ... أو الصوتيات ، كجزء من الفيزياء ... ومع ذلك التأثير هيليوم(وليس فقط هو وحده ، كما ستتعلم من المقال) على صوت بشرييوضح صحة الرأي حول نشوء الصوت البشري والقوانين التي يطيعها.

لذلك ، عند استنشاق غاز خامل خفيف - الهيليوم ، على سبيل المثال ، من البالونات ، يتغير صوت الشخص تمامًا. أنت لا تعرف عنها حتى الآن؟ نعم ، نعم ، مذهل - قريب ...

تبدو مضحكة حقا! التأثير مثير للاهتمام لدرجة أنه حتى المشاهير مثل مضيفي برنامج MythBusters على قناة Discovery TV لم يمروا. ولكن!

الأسطوانة على اللغة الإنجليزية، لكنها ليست مخيفة ، فهناك ترجمة مناسبة تمامًا:

"أعدك أنه سيكون رائعًا ، لكن عليك أن تعد بذلك أبداًلا تكرر هذا في المنزل! تمام؟ تمام! والآن ... يعلم الجميع أن صوتي سيبدو أعلى إذا استنشقت الهيليوم! هذا لأنه أخف 6 مرات من الهواء ، مما يعني أن الحبال الصوتية ستهتز بشكل أسرع وستجعل صوتي أعلى بكثير!
والآن ... سوف أستنشق سداسي فلوريد الكبريت ، وهو أثقل 6 مرات من الهواء ، وسيبدو الصوت مثل هذا ...
بدا صوتي أقل بكثير ...
بشكل عام ، ما زلت أستمتع!
هذا علم !!!»

من الطبيعي أن يرغب الشخص الفضولي والفضولي في معرفة ذلك لماذاهل هذا يحدث ولا توجد إجابات على هذا السؤال ... تم تقديم أحدهم بالفعل - ستتذبذب الحبال الصوتية بشكل أسرع ... لكن ، هل هو كذلك حقًا؟

هناك "أسباب" أخرى - الاختلاف في ضغط الهواء والهيليوم ، و "ضغط" الحبال الصوتية ، وحتى حقيقة خامل(!) الغاز يؤثر بطريقة ما على نفسه بنيةالأحبال الصوتية! العقل لا يصدق!

لا يعرف الناس الفيزياء ... بالتأكيد ...

والسبب الحقيقي بسيط للغاية وقد درسه العلم منذ فترة طويلة. نعم ، من أجل الإنصاف ، يجب الاعتراف بأن الحزم التي تعمل في وسط ليس من الهواء ، ولكن من الهيليوم (وبالطبع ، سداسي فلوريد الكبريت) تتذبذب أسرع قليلاً (أبطأ). لكن فقط قليل! وهذه الدرجة من التغير في سرعة الاهتزازات لا يمكن أن تؤثر على الصوت بأي شكل من الأشكال. وحشية جدا! العامل الرئيسي مختلف.

فكر بنفسك ، لأنه إذا تعرضت الأحبال الصوتية نفسها لأي تأثير ، فقد يكون الصوت أعلى أو أقل ، لكن جرسه لن يتغير! سيظل الصوت كذلك بشري، وإن كانت أعلى أو أقل. ولكن لوحظ شيء مختلف تمامًا - اللاإنسانيةتصويت! إنه التغيير تمبرافي اتجاه "بينوكيو" ، "الكارتون" يسبب ضحكة لا يمكن السيطرة عليها! يحدث نفس التأثير عندما يتم "خفض" الصوت - "شيطاني" ، "وحشي" ، ولكن على أي حال ، لا يوجد ما يشبه الصوت البشري.

ولكن طابع الصوتصوت الإنسان - مجموعة من الصيغ ، كما هو موصوف في مقال "ما هي الصيغ؟" . الصانعين أنفسهم مستحيل بدون المشاركة رنانة الأنظمةجسم الانسان. وليس فقط! أعلى بشريالصوت عبارة عن موجة صوتية معقدة تتكون من نفس الصيغ ، ولكن لا يتم تعديل الصيغ نفسها فحسب ، بل يتم أيضًا تعديل ترتيبها الفردي في طيف الصوت. لذلك ، نسمع صوتًا بشريًا ، وإن كان مرتفعًا (أو منخفضًا). تغيير نفسه البيئات، لا يؤدي استبدال الهواء بغاز آخر إلى تغيير في تكوين تجاويف الرنان ، ونتيجة لذلك ، لا تتغير الصيغ بالنسبة لبعضها البعض ، ولكن ببساطة تغير ترددها. الشائعات تصلح هذا على أنه "اصطناعية" الصوت.

هذا هو تأكيد لوجود نظام الرنان نفسه وتأثيره الأساسي على ظاهرة الصوت ذاتها. حسنًا ، تنقيح العملية من وجهة نظر الفيزياء ... معذرة:

يتكون الجهاز الصوتي البشري من حبال صوتية ورنان مملوء بالهواء (أو الهليوم): الرئتين والجهاز التنفسي وتجويف الجمجمة. تولد الأربطة صوتًا خافتًا ، بدون رنان قد لا نسمعه. تعتمد الترددات الرنانة للقناة الصوتية على حجمها وشكلها. للهيليوم كثافة أقل من الهواء ، لذا فإن سرعة الصوت فيه أعلى (965 م / ث مقابل 331). يرتبط التردد والطول الموجي وسرعة الصوت في الغازات بعلاقات معينة. ينتج عن هذا حقيقة أنه على الرغم من أن تكوين الرنان لا يتغير ، فإن الترددات الأعلى تصبح طنينًا ، ويتحول الطيف الكلي للصوت إلى ترددات أعلى. من الناحية الموسيقية ، لا يغير الهيليوم درجة الصوت ، بل يغير جرسه. بتعبير أدق ، تتغير درجة الصوت ، لكن القليل جدًا - يعتمد بشكل أساسي على توتر الحبال الصوتية ، وعندما يتم زفير الهيليوم ، يكون الأمر مختلفًا قليلاً عما يحدث عند زفير الهواء.

"... الحلق ، من وجهة نظر الصوتيات ، مرنان تجويفي مضبوط على طول موجي معين (وليس تردد!). وإذا استنشق الشخص الهواء ، فسيحصل على صوت (صوت) بتردد معين ... ولكن إذا أخذنا الهيليوم الآن بدلاً من الهواء ، إذن لطول الموجة نفسهنظرًا لارتفاع سرعة الصوت ، سينتج عن ذلك تردد مختلف - تردد أعلى. وعند الانتقال من وسط إلى آخر (من البلعوم المملوء بالهيليوم إلى الهواء الطبيعي) ، لم يعد تردد الصوت يتغير.

لذا عزيزي القارئ الروابط لا تتغير بأي شكل من الأشكال! كل شيء في بيئة! و "باني" صوتنا الرئيسي هو الرنين.

يُسمح باستخدام المواد من الموقع وفقًا للإشارة الإلزامية إلى المصدر

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 هي 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 ، وأسهل طريقة للعثور عليه هي من بائعي البالونات الذين يستخدمونه على نطاق واسع. هذه مادة مدروسة جيدًا ويمكن قول الكثير عنها.

ميزات الهيليوم

الهيليوم 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 الصوت الأنثوي 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 ، فالضرر في هذه المنطقة يمكن أن يكون غير قابل للإصلاح ، أو يضر بالصوت ، أو يجعل من المستحيل التحدث. جهاز الصوت البشري حساس للغاية.