Pregunta al científico: ¿Por qué el helio distorsiona la voz? Por qué, después de inhalar helio, una persona comienza a hablar con una voz divertida Cómo el gas logra cambiar la voz.

¿Quién de nosotros no ha intentado inhalar el contenido de los globos de helio y luego hablar con una divertida voz de caricatura? Muchos incluso están seguros de que entienden por qué la voz es tan...

¿Quién de nosotros no ha intentado inhalar el contenido de los globos de helio y luego hablar con una divertida voz de caricatura? Muchos incluso están seguros de que entienden por qué la voz cambia tan dramáticamente.

Estas son las versiones más comunes.:

• El helio es menos denso, por lo que hace que las cuerdas vocales vibren más. De ahí la voz chillona más aguda.
• El helio es más ligero que el aire y se escapa más rápido. La velocidad del movimiento del sonido cambia la voz.
• El helio cambia la estructura de las cuerdas vocales, lo que conlleva un cambio en la voz.

Si no quieres sonar estúpido, no digas eso.

¿Qué pasa en realidad?

Estos indicadores están relacionados por la fórmula:

Velocidad de propagación de onda = frecuencia de onda * longitud de onda

Es la frecuencia de la onda de sonido la que afecta las características de la voz, su individualidad.

El aparato vocal incluye las cavidades oral y nasal, faringe, laringe, pulmones y tráquea. Las cuerdas vocales se encuentran en la laringe. Las cuerdas vocales son pliegues en la membrana mucosa de la laringe. Realmente fluctúan bajo la presión del aire exhalado de los pulmones. Se forma una onda sonora, es decir, sonido. ¡Pero! No es una voz. Ni siquiera escuchamos este sonido.

¿Qué escuchamos? Debido a la vibración de las cuerdas vocales, el aire de los pulmones y la laringe también comienza a vibrar. Hay una resonancia. Este es un fuerte aumento en la amplitud de las oscilaciones de una onda de sonido. Es la resonancia lo que hace que el sonido sea más fuerte. Estas ondas de sonido amplificadas las escuchamos y las llamamos voz. La resonancia ocurre en diferentes personas a diferentes frecuencias con una longitud de onda de sonido específica. Por lo general, en cuatro o cinco frecuencias. Por lo tanto, cada persona tiene una voz diferente. Esto se llama el timbre de la voz. Es el timbre de la voz lo que cambia cuando inhalamos helio.

¿Por qué cambia el timbre de la voz?

Entonces, inhalamos helio. ¿Qué cambió? El entorno ha cambiado. De hecho, el helio es menos denso que el aire. La velocidad de una onda de sonido aumenta en un medio menos denso, pero su longitud sigue siendo la misma (después de todo, el tamaño de la boca, la faringe y la laringe no cambió). ¿Qué indicador está cambiando? Veamos la fórmula. ¡Correctamente! Frecuencia. La resonancia ahora ocurre a frecuencias más altas de la onda de sonido. Y escuchamos un timbre de voz diferente. Chirriante y divertido.

Seguro que más de una vez te divertirás con tus amigos, hablando con la voz de un personaje de dibujos animados. El efecto del helio es tan sorprendente que incluso a un adulto le resulta difícil resistir la tentación de inhalar el contenido del globo. Trate de sorprender a sus amigos la próxima vez con una comprensión de la naturaleza de este fenómeno. Nadie duda de que la risa prolonga la vida, pero sólo el conocimiento la llena de sentido.

Helio: ¿cambiar la voz de una persona de helio?

Muchos en la infancia hicieron un “truco” con una bola de gel, convirtiéndose por un tiempo en un personaje de dibujos animados. Entonces, ¿por qué el helio cambia la voz y cuánto tiempo podemos mantener ese efecto?

Nadie puede decir el nombre de la primera persona que se atrevió a inhalar gas extraño y experimentó cambios en las cuerdas vocales. Sin embargo, muchos siguen el camino de los "pioneros" y en las fiestas demuestran la habilidad de conversar con una voz dulce. Hay una gran cantidad de videos en Internet que le permiten extender el efecto del helio entre 10 y 20 segundos. La duración promedio de la acción del gas con una respiración es de 30 segundos, lo cual es suficiente para contar una pequeña broma o representar una parodia.

Cada uno de nosotros nos hicimos preguntas sobre por qué la voz cambia de helio y de qué factores depende. En primer lugar, el helio pertenece al grupo de los gases inertes, cuya densidad es superior a la densidad del aire que todos respiramos. En segundo lugar, cuando se inhala una cierta cantidad de helio, comienza un efecto activo en las cuerdas vocales: las masas de aire las "comprimen" y, como resultado, el habla del interlocutor cambia a la de un niño.

Entonces, el timbre humano depende de muchos factores. Sin embargo, la densidad del aire que una persona inhala juega un papel importante. Si este indicador de contenido inhalado es inferior a cierta marca, es posible que no se observen cambios abruptos en el habla.

Por lo tanto, se puede concluir que la voz debido a la inhalación de helio cambia únicamente debido a la densidad del gas extraño. Usando este hecho, una persona puede controlar independientemente el tiempo del habla del "ratón".

¿Por qué más podría cambiar la voz sonora del interlocutor familiar para todos? De manera similar, el timbre cambiaría no solo bajo el helio, sino también bajo la influencia de otras masas de aire, cuya densidad sería mayor que la densidad del aire que nos es familiar. Uno puede imaginar cómo una persona podría hablar sobre el Sol o sobre la Luna si inhalara el aire local.

Nota: El helio es uno de los gases adictivos. Pero en pequeñas dosis, no representa ningún peligro para los humanos. Sin embargo, no debes abusar de la inhalación de este elemento, ya que esto puede afectar negativamente a tu bienestar.

Lanza el proyecto Pregunta al científico, en el que expertos responderán preguntas interesantes, ingenuas o prácticas. En el nuevo número, el candidato a Ciencias Químicas Pyotr Obraztsov explica la causa de la distorsión de la voz al inhalar helio.

¿Por qué el helio distorsiona la voz?

Piotr Alekseevich Obraztsov

Candidato de Ciencias Químicas, columnista científico de Russian Journal y Science and Life.

El gas helio, descubierto por primera vez en el Sol y llamado así por nuestra estrella llamada Helios, se utiliza para inflar globos, reemplazar el nitrógeno en cámaras de presión y tanques de buceo, crear superconductividad, etc. En el primer caso, la inercia del helio y su bajo densidad se utilizan , en el segundo caso, el helio no crea un estado de intoxicación entre los buzos a profundidades de decenas de metros, como el nitrógeno ordinario. Además, a altas presiones, el nitrógeno se disuelve en la sangre del buzo y, durante un rápido ascenso desde una profundidad, se libera de la sangre en forma de burbujas que obstruyen los vasos. Existe la llamada enfermedad del cajón. Y el helio no se comporta así.

Las propiedades más importantes del helio (baja densidad y viscosidad) son las razones de una característica tan divertida de este gas como el aumento del tono de voz. Y en un medio gaseoso de baja densidad, compuesto por oxígeno y helio en lugar de nitrógeno, la velocidad del sonido es mucho mayor que en el aire ordinario. Y el volumen de la cavidad oral y la parte superior de la garganta (resonador) permanece sin cambios. Como resultado, tanto la frecuencia de los ligamentos como la frecuencia del sonido que se propaga en este resonador aumentan, lo que significa la aparición de una especie de sonido chirriante.

El efecto inverso de bajar la frecuencia es posible cuando se inhalan mezclas con gases inertes más pesados ​​que el nitrógeno, por ejemplo, criptón inerte o xenón. Respirando tal mezcla, un extra ordinario de la ópera habría eclipsado al propio Chaliapin con su bajo.

Sin embargo, si quien lee estas líneas quiere reproducir este efecto (helio está disponible, están inflados globos de aire) , debe recordar que con la inhalación prolongada de mezclas que contienen helio, Falta de oxígeno y pérdida del conocimiento. Necesitas recuperar el aliento de inmediato al aire libre.

Parecería que este tema no tiene nada que ver con las voces. Más bien, a la química... O a la física... O a la acústica, como parte de la física... Y, sin embargo, la influencia HELIO(y no solo él solo, como aprenderá del artículo) en VOZ muestra la validez de la visión sobre cómo surge la voz humana y qué leyes obedece.

Entonces, al inhalar un gas inerte ligero, como helio, por ejemplo, de globos, la voz de una persona cambia por completo. ¿Todavía no lo sabes? Sí, sí, increíble - cerca...

¡Suena muy divertido! El efecto es tan interesante que incluso personas tan famosas como los presentadores del programa MythBusters en el canal Discovery TV no pasaron de largo. ¡Pero!

rodillo en idioma en Inglés, pero no da miedo, hay una traducción bastante adecuada:

"Te prometo que será genial, pero tienes que prometer que NUNCA¡No repitas esto en casa! ¿De acuerdo? ¡De acuerdo! Y ahora... ¡Todos saben que mi voz sonará más alta si inhalo helio! ¡Esto se debe a que es 6 veces más liviano que el aire, lo que significa que mis cuerdas vocales vibrarán más rápido y hace que mi voz suene mucho más alta!
Y ahora... respiraré hexafluoruro de azufre, que es 6 veces más pesado que el aire, y la voz sonará así...
Mi voz sonaba mucho más baja...
¡En general, todavía me divierto!
ESTO ES CIENCIA !!!»

Una persona inquisitiva y curiosa, naturalmente, le gustaría saber POR QUÉ esta pasando esto? Y no hay respuestas a esta pregunta... Ya se ha dado una de ellas: mis cuerdas vocales fluctuarán más rápido... Pero, ¿es realmente así?

Hay otras "razones": la diferencia en las presiones del aire y del helio, la "compresión" de las cuerdas vocales e incluso el hecho de que INERTE(!) el gas de alguna manera se afecta a sí mismo ESTRUCTURA¡cuerdas vocales! Mente increíble!

La gente no sabe física… Absolutamente…

Y la verdadera razón es bastante simple y ha sido estudiada durante mucho tiempo por la ciencia. Sí, para ser justos, debe admitirse que los haces que funcionan en un medio no de aire, sino de helio (y, por supuesto, hexafluoruro de azufre) oscilan un poco más rápido (más lento). Pero sólo POCO! Y este grado de cambio en la velocidad de las vibraciones no puede afectar la voz de ninguna manera. TAN MONSTERIOSO! El factor principal es diferente.

Piensa por ti mismo, porque si las cuerdas vocales experimentaran algún impacto, entonces la voz podría ser más alta o más baja, ¡pero su timbre no cambiaría! La voz seguiría siendo HUMANO, ya sea mayor o menor. Pero se observa algo muy diferente: INHUMANIDAD¡votar! es el cambio TEMBRA¡en la dirección de su "pinocho", "caricatura" provoca risas incontrolables! El mismo efecto ocurre cuando la voz es "bajada" - "demoníaca", "monstruosa", pero en cualquier caso, no se parece a una voz humana.

Pero TIMBRE la voz humana - un conjunto de formantes, como se describe en el artículo "¿Qué son los formantes?" . Los propios formantes son imposibles sin la participación RESONANTE SISTEMAS cuerpo humano. ¡Y no solo! Más alto HUMANO una voz es una onda de sonido compleja que consta de los mismos formantes, pero no solo se modifican los formantes en sí, sino también su disposición individual en el espectro de la voz. Por lo tanto, escuchamos, aunque alto (o bajo), pero, lo más importante, una voz humana. cambia lo mismo AMBIENTES, el reemplazo del aire con otro gas no conduce a un cambio en la configuración de las cavidades del resonador, como resultado, los formantes no se desplazan entre sí, sino que simplemente cambian su frecuencia. El rumor corrige esto como la "artificialidad" de la voz.

Esta es la confirmación tanto de la existencia del propio sistema resonador como de su influencia fundamental en el fenómeno mismo de la voz. Bueno, el refinamiento del proceso desde el punto de vista de la física... Disculpe:

“El tracto vocal humano consta de cuerdas vocales y un resonador lleno de aire (o helio): pulmones, tracto respiratorio, cavidades craneales. Los ligamentos generan un sonido tenue, sin un resonador no podríamos escucharlo. Las frecuencias de resonancia del tracto vocal dependen de su volumen y forma. El helio tiene una densidad más baja que el aire, por lo que la velocidad del sonido en él es mayor (965 m/s frente a 331). La frecuencia, la longitud de onda y la velocidad del sonido en los gases están relacionadas por ciertas relaciones. Esto da como resultado el hecho de que, aunque la configuración del resonador no cambia, las frecuencias más altas se vuelven resonantes y el espectro general de la voz cambia a frecuencias más altas. En términos musicales, el helio no cambia el tono de la voz, sino su timbre. Más precisamente, el tono cambia, pero muy poco: depende principalmente de la tensión de las cuerdas vocales, y cuando se exhala helio, es ligeramente diferente que cuando se exhala aire.

“... la garganta es, desde el punto de vista de la acústica, un resonador de cavidad sintonizado a una cierta longitud de onda (¡no frecuencia!). Y si una persona respira aire, se obtiene un sonido (voz) de cierta frecuencia ... Pero si ahora tomamos helio en lugar de aire, entonces PARA LA MISMA LONGITUD DE ONDA debido a la mayor velocidad del sonido, se obtendrá una frecuencia diferente, una más alta. Y al pasar de un medio a otro (de una faringe llena de helio a aire normal), la frecuencia del sonido ya no cambia.

Entonces, querido lector, ¡los enlaces no cambian de ninguna manera! Todo está en AMBIENTE! Y el principal "constructor" de nuestra voz es la resonancia.

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El helio es un gas noble que tiene una serie de propiedades específicas. Y en particular, te permite cambiar la voz de una persona, haciéndola chillar, como personajes de dibujos animados. Pero, ¿por qué sucede esto y qué otras propiedades tiene este gas? ¿Es seguro inhalarlo y puede haber efectos secundarios? ¿Qué tan estudiada está esta sustancia, dónde se usa?

El helio se usa de muchas maneras, la forma más fácil de encontrarlo es a través de los vendedores de globos que lo usan mucho. Esta es una sustancia bien estudiada sobre la cual se puede decir mucho.

Características del helio

El helio es un gas inerte y tiene todas las características propias de este grupo. No tiene un olor o sabor típico, es incoloro, una nube de helio no diferirá en apariencia del aire circundante. El elemento tiene una característica que se fija solo en él: a una temperatura de -268,9 grados centígrados, se licua, pero para lograr su transformación en de Estado sólido bajo condiciones terrestres normales no tendrá éxito. Para hacer esto, es necesario no solo bajar la temperatura a 1 K, sino también aumentar la presión atmosférica a 25 atmósferas. Pero esto no tiene nada que ver con la capacidad del gas para cambiar la voz de una persona.

Otra característica de esta sustancia será más interesante en el marco de la cuestión que se examina. El helio es un gas extremadamente ligero, solo el hidrógeno es más ligero. Es muy común en la naturaleza y representa aproximadamente el 23 por ciento de todas las sustancias del universo conocidas por el hombre. La materia nace en las estrellas durante la fusión nuclear. Este gas es 7 veces menos denso que el aire. atmósfera terrestre, siendo el segundo más ligero entre todos los existentes. Sólo el hidrógeno está por delante de él.

Hecho interesante: es la baja densidad lo que hace que el helio sea interesante para los vendedores de globos. Al llenar globos con él, las personas les brindan la oportunidad de volar hacia el cielo. Gracias al gas, es posible elevar al cielo no solo globos, sino también aeronaves enteras. La materia menos densa tiende hacia arriba, estas son las leyes de la física.

¿Cómo logra el gas cambiar la voz?

Para comprender el problema de los cambios de voz bajo la influencia del helio, es necesario tener en cuenta el hecho de su baja densidad y considerar un matiz más: cómo una persona logra emitir sonidos, hablar. Cualquier tipo de sonido, incluida la voz humana, es una vibración. En cuanto al habla humana, estos sonidos son producidos por el movimiento de las cuerdas vocales, que se encuentran en la laringe. El timbre de la voz está formado por la frecuencia de las oscilaciones, cuanto más alto es este indicador, más alta es la voz.

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En un entorno de aire normal, la voz de una persona sigue siendo familiar, los sonidos se producen y transmiten de forma estándar. Pero si los indicadores del entorno cambian, la voz también puede cambiar, de manera significativa o insignificante. Algunas personas notan que las voces pueden sonar ligeramente diferentes incluso en la niebla espesa, cuando cambia la humedad del ambiente. Y esto no es una opinión subjetiva. Cuando se inhala un gas inerte, las cuerdas vocales se comprimen, la frecuencia de sus vibraciones aumenta significativamente. Con un aumento en la frecuencia de las vibraciones, la voz también cambia, se vuelve más alta, divertida.

Hay una sustancia que da el efecto contrario. Si se inhala fluoruro de azufre, la voz sonará más baja, la voz femenina se percibirá como un bajo masculino. Es uno de los gases pesados, su densidad es 5 veces mayor que la del aire.

¿Es seguro el helio?

A en términos generales la inhalación de helio puede considerarse una diversión relativamente segura, si respira no solo helio, sino también aire normal, y no se entrega al entretenimiento con un celo especial. De hecho, de lo contrario, puede sufrir una falta de oxígeno. Los primeros signos de esto son náuseas, mareos, dolor de cabeza y problemas respiratorios. Además, no debe hacer esto regularmente, porque existe el riesgo de dañar las cuerdas vocales. Hay que protegerlos, los daños en esta zona pueden ser irreversibles, dañando la voz o imposibilitando hablar. El aparato de la voz humana es muy sensible.