سوال از دانشمند: چرا هلیوم صدا را مخدوش می کند؟ چرا هلیوم صدا را تغییر می دهد؟ یک بادکنک، یک صدا... چه چیز مشترکی با هم دارند.

هلیم دومین عنصر شیمیایی فراوان در جهان پس از هیدروژن است. با این حال، در میان طرفداران "شوخی"، این گاز بی اثر، البته، کف دست را نگه می دارد. و جای تعجب نیست: یک پفک هلیوم - و وقت آن است که صدای دونالد داک را بنویسید.

هلیوم متعلق به گروه گازهای بی اثر است، به این معنی که دارای درجه خاصی از اثر مخدر است. نمی دانستم؟ مشکلی نیست! با توجه به این شاخص، هلیوم از همه گازهای نجیب دیگر پایین تر است، به طوری که فردی که تصمیم به استنشاق آن می گیرد، اعتیاد را تجربه نمی کند. اما می توان با کمک این گاز شرکت را سرگرم کرد.

همه تعجب می کنند که چرا صدا از هلیوم تغییر می کند. ساده است: هنگام بلعیدن، گاز روی تارهای صوتی اثر می گذارد و باعث انقباض آنها می شود. نتیجه یک صدای نازک "موس" است. و به طور دقیق، همه چیز در مورد ماهیت و ویژگی های صدا است.

هلیوم تا حد زیادی "سرگرم کننده" ترین گاز بی اثر جهان است

صدای انسان امواج صوتی است که از ارتعاش تارهای صوتی ایجاد می شود. هلیوم چگالی تر از هوایی است که به طور معمول تنفس می کنیم. تن صدا مستقیماً به همین چگالی بستگی دارد و فرکانس ارتعاش رباط ها میزان صدای منتشر شده را تعیین می کند. حالا واضح است که چرا صدا از هلیوم تغییر می کند؟

یک بادکنک، یک صدا... چه چیز مشترکی با هم دارند؟

تاریخ نام اولین کسی را که هلیوم استنشاق کرد و با صدای خنده دار صحبت کرد حفظ نکرده است. اما پیروان وفادار او اجازه نمی دهند این سنت از بین برود و همچنان همه اطرافیان را سرگرم می کنند. تنها چیزی که نیاز دارید یک بادکنک، صدا و کمی تخیل است.

یک بادکنک هلیومی حتی کسل کننده ترین مهمانی ها را نیز درخشان می کند.

سرگرمی به اندازه کافی ایمن است، اگر مورد سوء استفاده قرار نگیرد. هلیم یک گاز بی اثر، بی بو و بی مزه است. بنابراین فردی که هلیوم استنشاق کرده است فقط با صدایش قابل تشخیص است. و به همین دلیل است که هلیوم صدای خود را در لحظه "تشخیص" تغییر می دهد، هیچ کس فکر نمی کند - این ایده خیلی خنده دار است!

چگالی هلیوم تقریباً 7 برابر کمتر از چگالی هوای معمولی است. هنگامی که این گاز بی اثر استنشاق می شود، تارهای صوتی فرکانس ارتعاش خود را افزایش می دهند و صدا با آهنگی افزایش یافته به صدا در می آید. برای برخی صداهایی که ساخته می شود شبیه صدای یک شخصیت کارتونی است و برای برخی دیگر صدای جیر جیر موش یا صحبت یک نوزاد. اما، در هر صورت، آن اطراف می شود.

اما پس از استنشاق فلوراید گوگرد - گاز سنگین، که 5 برابر است، حتی دختران شروع به صحبت با صدای کم می کنند.

آیا استنشاق هلیوم بی خطر است؟

به طور کلی، آن را کاملا بی خطر می دانند، زیرا اکسیژن همراه با گاز وارد بدن انسان می شود. علاوه بر این، تشخیص فردی که هلیوم استنشاق کرده است دشوار است، به جز در لحظه ای که شروع به گفتن چیزی می کند.

و خود گاز را نمی توان تعیین کرد - نه بو دارد و نه طعم. با این حال، هلیوم می تواند عوارض جانبی ایجاد کند.

برخی از افراد ممکن است علائم کمبود اکسیژن مانند سرگیجه، سردرد، مشکل در تنفس و حالت تهوع را تجربه کنند. تارهای صوتی در هنگام استنشاق هلیوم با فرکانس بالاتری ارتعاش می کنند که باعث ایجاد اثر مطلوب می شود اما در نتیجه ممکن است آسیب ببینند و این روند غیرقابل برگشت تلقی می شود.

نفس های عمیق و مکرر این گاز بی اثر می تواند باعث ایجاد حباب های هلیوم در خون شود. هنگامی که آنها به مغز می رسند، می توانند باعث سکته مغزی و حتی کشنده شوند.

همچنین ممکن است اشباع بیش از حد ریه ها با هلیوم، زمانی که محتوای اکسیژن در بدن انسان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، ناامن باشد.

اینم یکی دیگه حقیقت جالب: اگر انسان را موقتاً در محفظه ای قرار دهند که فقط با هلیوم پر شده باشد، پس از مدتی خفه می شود. این به این دلیل است که چنین گازی فقط چند دهم درصد اکسیژن دارد.

علاوه بر این، می توان اضافه کرد که نوازش هلیوم به ویژه برای زنان باردار خطرناک است و نه تنها برای مادر باردار، بلکه برای نوزاد او نیز خطرناک است. بنابراین، بهتر است به سادگی توپ های سبک را تحسین کنید، بدون اینکه سعی کنید گاز موجود در آنها را استنشاق کنید.

اگر تصمیم دارید اثر "گاز خنده" را روی خود امتحان کنید، مقدار زیادی هلیوم را در یک زمان استنشاق نکنید. بهتر است چند نفس کوچک بکشید و وقتی اثر گاز از بین رفت، دوباره تلاش کنید، فقط زیاده روی نکنید، زیرا سلامتی و زندگی مهمترین چیز است.

بسیاری سعی کرده‌اند هلیوم را از بالن استنشاق کنند و با صدایی غیرعادی و خنده‌دار صحبت کنند یا تماشا کرده‌اند که چگونه دوستان این کار را انجام می‌دهند. صدای انسان در عین حال بلندتر، نازک تر و شبیه صدای کودک می شود. چرا هلیوم چنین تأثیری روی صدا دارد و آیا موادی وجود دارند که اثر معکوس داشته باشند؟

بادکنک های هلیومی در هر فروشگاه لوازم مهمانی موجود است. آنها سبک تر از بادکنک هایی هستند که با هوای معمولی باد می شوند و در صورت رها شدن، به سمت آسمان پرواز می کنند. اما اگر طناب را باز کنید و هلیوم را به داخل ریه ها استنشاق کنید، در هنگام بازدم بسیار عالی می شود صدای خنده دار.

صداهایی که فرد بر زبان می آورد در نتیجه ارتعاش تارهای صوتی ایجاد می شود. دسته های ما در هوا به صورت کشسانی می لرزند که چگالی آن در 20 درجه حدود 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب است. هلیم گازی بی اثر، بی رنگ و بی بو است که چگالی آن چندین برابر هوا کمتر است. در همان دما، چگالی هلیوم تنها 0.18 کیلوگرم بر متر مکعب است. گاز کمتر متراکم در مقایسه با هوا مقاومت کافی از خود نشان نمی دهد، تارهای صوتی با فرکانس بالاتری می لرزند و صدا بلندتر می شود.

اما چنین اثر معجزه آسایی، همانطور که معلوم شد، در همه افراد مشاهده نمی شود. برای برخی از زنان طبیعی با صدای بلند، استنشاق هلیوم تفاوت چندانی ندارد.

کاملا طبیعی این سوال پیش می آید که آیا تفریح ​​به این شکل مضر نیست؟ البته تنفس هلیوم برای انسان غیر طبیعی است. خود گاز از نظر شیمیایی بی اثر است، یعنی در شرایط عادی وارد آن نمی شود واکنش های شیمیاییبا مواد اطراف آن ترکیبات پایداری تشکیل نمی دهد. این اساس این عقیده است که استنشاق هلیوم یک سرگرمی بی ضرر است. اما تنفس این گاز فقط در مقادیر کم بی خطر است. استنشاق طولانی مدت هلیوم به جای هوای معمولی باعث می شود بدن دچار کمبود اکسیژن شود، که ممکن است به همان لذتی که شروع شد ختم نشود.

اما پس از استنشاق گاز دیگر - فلوراید گوگرد - می توانید اثر معکوس را مشاهده کنید. این گاز بسیار متراکم است و 5 برابر چگالی هوای معمولی است. هنگامی که استنشاق می شود، تارهای صوتی با فرکانس کمتری می لرزند و صدا حتی در دختران جوانی که به طور طبیعی صدای بلندی دارند، ضعیف و خشن می شود.

هلیوم یک گاز نجیب است که دارای تعدادی ویژگی خاص است. و به طور خاص، به شما امکان می دهد صدای یک شخص را تغییر دهید و او را مانند شخصیت های کارتونی جیر جیر کنید. اما چرا این اتفاق می افتد و این گاز چه خواص دیگری دارد؟ آیا استنشاق آن بی خطر است و ممکن است وجود داشته باشد؟ اثرات جانبی? این ماده چقدر مورد مطالعه قرار گرفته است، در کجا استفاده می شود؟

هلیوم در بسیاری از موارد استفاده می شود، ساده ترین راه برای یافتن آن از فروشندگان بادکنک است که به طور گسترده از آن استفاده می کنند. این یک ماده کاملاً مطالعه شده است که می توان در مورد آن بسیار صحبت کرد.

ویژگی های هلیوم

هلیم یک گاز بی اثر است و تمام ویژگی های این گروه را دارد. بو یا طعم معمولی ندارد، بی رنگ است، ابر هلیوم از نظر ظاهری با هوای اطراف تفاوتی ندارد. این عنصر دارای ویژگی است که فقط در آن ثابت شده است - در دمای -268.9 درجه سانتیگراد، مایع می شود، اما برای رسیدن به تبدیل آن به حالت جامددر شرایط عادی زمین موفق نخواهد شد. برای انجام این کار، نه تنها باید دما را به 1 K کاهش داد، بلکه فشار اتمسفر را تا 25 اتمسفر نیز افزایش داد. اما این ربطی به توانایی گاز در تغییر صدای فرد ندارد.

یکی دیگر از ویژگی های این ماده در چارچوب سوال مورد بررسی جالب تر خواهد بود. هلیم یک گاز بسیار سبک است، فقط هیدروژن سبک تر است. این در طبیعت بسیار رایج است و تقریباً 23 درصد از کل مواد شناخته شده در جهان را برای انسان تشکیل می دهد. ماده در طی همجوشی هسته ای در ستاره ها متولد می شود. چگالی این گاز 7 برابر کمتر از هوا است. اتمسفر زمین، که دومین سبک در بین تمام موارد موجود است. فقط هیدروژن از او جلوتر است.

حقیقت جالب:این چگالی کم است که هلیوم را برای فروشندگان بالن جالب می کند. مردم با پر کردن بادکنک‌ها با آن، این فرصت را برای آن‌ها فراهم می‌کنند تا به آسمان بروند. به لطف گاز، می توان نه تنها بالن ها، بلکه کل کشتی های هوایی را نیز به آسمان برد. ماده با چگالی کمتر به سمت بالا میل می کند، اینها قوانین فیزیک هستند.

گاز چگونه صدا را تغییر می دهد؟

برای درک موضوع تغییرات صدا تحت تأثیر هلیوم، لازم است واقعیت چگالی کم آن را در نظر بگیریم و یک تفاوت ظریف دیگر را در نظر بگیریم - اینکه چگونه یک فرد قادر به ایجاد صداها، گفتار است. هر نوع صدا، از جمله صدای انسان، یک ارتعاش است. در مورد گفتار انسان، این صداها از حرکت تارهای صوتی که در حنجره قرار دارند، تولید می شوند. تن صدا با فرکانس نوسانات تشکیل می شود، هر چه این شاخص بالاتر باشد، صدا بالاتر است.

جالب هست:

چرا دریازدگی رخ می دهد؟ دلایل خلاص شدن از شر، عکس ها و فیلم ها

در یک محیط معمولی هوا، صدای فرد آشنا باقی می ماند، صداها به صورت استاندارد تولید و منتقل می شوند. اما اگر شاخص های محیط تغییر کند، صدا نیز می تواند تغییر کند - به روشی قابل توجه یا ناچیز. برخی از مردم توجه دارند که صداها حتی در مه شدید، زمانی که رطوبت محیط تغییر می کند، می تواند کمی متفاوت باشد. و این یک نظر ذهنی نیست. هنگامی که یک گاز بی اثر استنشاق می شود، تارهای صوتی فشرده می شوند، فرکانس ارتعاشات آنها به طور قابل توجهی افزایش می یابد. با افزایش فرکانس ارتعاشات، صدا نیز تغییر می کند، بالاتر، خنده دار می شود.

ماده ای وجود دارد که اثر معکوس می دهد. اگر فلوراید گوگرد استنشاق شود، صدا پایین می آید، صدای زن به عنوان یک باس مرد درک می شود. یکی از گازهای سنگین است که چگالی آن 5 برابر بیشتر از هوا است.

آیا هلیوم بی خطر است؟

AT به طور کلیاستنشاق هلیوم را می توان سرگرمی نسبتاً بی خطری در نظر گرفت، اگر نه تنها هلیوم، بلکه هوای معمولی را نیز تنفس کنید و با غیرت خاصی سرگرم سرگرمی نباشید. در واقع، در غیر این صورت می توانید گرسنگی اکسیژن دریافت کنید. اولین علائم این حالت تهوع، سرگیجه، سردرد و مشکلات تنفسی است. علاوه بر این، نباید این کار را به طور مرتب انجام دهید، زیرا خطر آسیب به تارهای صوتی وجود دارد. آنها باید محافظت شوند، آسیب در این ناحیه می تواند غیر قابل برگشت باشد، به صدا آسیب برساند یا صحبت کردن را غیرممکن کند. دستگاه صدای انسان بسیار حساس است.

احتمالاً هر یک از ما می دانیم که اگر کمی گاز از یک بالون هلیوم استنشاق کنید، صدا نازک تر می شود و خنده دار به نظر می رسد. اما همه نمی توانند پاسخ دهند که چرا هنگام استنشاق گاز صدا از هلیوم تغییر می کند؟ و همه به این دلیل است که هلیوم چگالی بسیار کمتری دارد. تارهای صوتی در جریان هوا به طور الاستیکی ارتعاش می کنند. و از آنجایی که چگالی هلیوم هفت برابر کمتر از هوا است، به این معنی است که رباط ها را بسیار کمتر بار می کند، به همین دلیل است که آنها با فرکانس بالاتر ارتعاش می کنند و صدای جیر جیر و خنده دار می شود.
حال بیایید نگاهی دقیق تر به چگونگی و چرایی تغییر صدا هلیوم بیندازیم. مکانیک صدای انسان یک پدیده بیولوژیکی شگفت انگیز است. همه چیز با این واقعیت شروع می شود که هوا از طریق حنجره وارد ریه ها می شود و سپس دوباره از طریق حنجره به شکل دی اکسید کربن از ریه ها خارج می شود. این را می توان به روش های مختلفی دستکاری کرد. به عنوان مثال می توانید هوا را رها کنید و تنها چیزی که توسط دیگران شنیده می شود صدای تنفس است. اگر لازم است چیزی بگویید، ماهیچه های حنجره و تارهای صوتی شامل این موضوع می شوند.

هوای موجود در ریه های شما دیافراگم را برای شل شدن فشار می دهد. سپس از طریق نای شما عبور می کند و به دهانه کوچکی می رود که دارای دو چین پوست (تارهای صوتی) در دو طرف آن است، به شکل V. هنگامی که عضلات کنترل کننده صدای شما منقبض و شل می شوند، ارتعاش ایجاد می کنند. طناب ها هنگامی که این طناب ها ارتعاش می کنند، پالس های هوا را آزاد می کنند. تنش در این عضلات باعث ایجاد تفاوت در فرکانس می شود. هر چه ولتاژ بیشتر باشد فرکانس بالاتر و در نتیجه صدا بالاتر است. این فرکانس با هرتز اندازه گیری می شود (خوب، یعنی چند بار در ثانیه تکرار می شود). به عنوان مثال، تقریباً تمام صداهای گفتار انسان معمولاً از 200 هرتز تا 8000 هرتز متغیر است.

پس از خروج از پنجره آوازی، هوا به ناحیه ای از دهان شما حرکت می کند که به طور غیر رسمی می توان آن را مجرای صوتی شما نامید. همانطور که زبان، فک و لب های خود را دستکاری می کنید، می توانید فرکانس های تشدید ایجاد شده توسط اتصالات صوتی خود را تغییر دهید و صداهای گفتاری مختلفی را تولید کنید.
صدایی که از جریان هوا در فرکانس ها و رزونانس های مختلف ایجاد می شود، صدای ما را ایجاد می کند. یکی دیگر از عوامل موثر بر گام، ضخامت تارهای صوتی است. هرچه چین‌های پوست ضخیم‌تر باشد، صدا عمیق‌تر می‌شود و برعکس - چین‌ها نازک‌تر و صدا نازک‌تر می‌شوند.

پس حالا بیایید در مورد هوایی که از ریه های شما خارج می شود صحبت کنیم. تعداد مولکول های یک حجم ثابت گاز، مانند حجم هوای موجود در ریه ها، با نوع گاز تغییر نمی کند (با فرض اینکه فشار به اندازه کافی کم باشد). تا زمانی که دما و فشار یکسان است، هلیوم یا هوا فرقی نمی کند، تعداد مولکول ها یکسان است. سپس جرم این مولکول ها با وزن اتمی اندازه گیری می شود. وزن اتمی - بدون بعد کمیت فیزیکی(به همین دلیل است که برای گازی که لزوماً اندازه مشخصی ندارد بسیار خوب کار می کند). این نسبت میانگین جرم اتم های یک عنصر در مقایسه با 1/12 جرم اتم کربن 12 است. همه اینها اساساً به این معنی است که هر چه این عدد بیشتر باشد، گاز سنگین‌تر است.
هلیوم دارای وزن اتمی 4.002602 است. هوا که تقریباً 80 درصد نیتروژن است، بسته به آن ویژگی های متفاوتی دارد محیط. به همین دلیل، وزن اتمی واقعی آن را نمی توان به طور دقیق تعیین کرد. با این حال، معمولاً حدود هفت برابر سنگین‌تر از هلیوم است.

پس چرا با استنشاق گاز صدا از هلیوم تغییر می کند؟! پاسخ در این است که امواج صوتی چگونه از یک گاز معین عبور می کنند. هر چه گاز متراکم تر یا سنگین تر باشد، موج صوتی کندتر خواهد بود. هلیوم بسیار سبک تر از هوا است. سپس سرعت موج صوتی از طریق هلیوم بسیار بیشتر خواهد شد. بنابراین وقتی هلیوم را استنشاق می کنید و از آن به عنوان منبع صدای درک شده استفاده می کنید، به سادگی سرعت یا فرکانس صدای خود را افزایش می دهید. شما گام را تغییر نمی‌دهید، زیرا تارهای صوتی شما با همان سرعتی که هنگام استفاده از هوا می‌لرزند. همچنین پیکربندی دستگاه صوتی خود را تغییر نمی دهید. بنابراین، در حالی که فرکانس اساسی آکوردها ثابت می ماند، فرکانس صدای شنیده شده توسط دیگران به دلیل عبور موج از هلیوم بسیار سریعتر از هوا افزایش می یابد.