سوال از دانشمند: چرا هلیوم صدا را مخدوش می کند؟ چرا پس از استنشاق هلیوم، یک فرد با صدای خنده دار شروع به صحبت می کند چگونه گاز قادر به تغییر صدا است.

کدام یک از ما سعی نکرده است محتویات بادکنک های هلیومی را استنشاق کند و سپس با صدای کارتونی خنده دار صحبت کند؟ حتی خیلی ها مطمئن هستند که می فهمند چرا صدا اینقدر است...

کدام یک از ما سعی نکرده است محتویات بادکنک های هلیومی را استنشاق کند و سپس با صدای کارتونی خنده دار صحبت کند؟ بسیاری حتی مطمئن هستند که می‌دانند چرا صدا به شدت تغییر می‌کند.

در اینجا رایج ترین نسخه ها آورده شده است:

• هلیوم چگالی کمتری دارد، بنابراین تارهای صوتی را بیشتر می لرزاند. از این رو صدای جیرجیر بالاتر.
• هلیوم سبکتر از هوا است و سریعتر فرار می کند. سرعت حرکت صدا باعث تغییر صدا می شود.
• هلیوم ساختار تارهای صوتی را تغییر می دهد که مستلزم تغییر در صدا است.

اگر نمی خواهید احمقانه به نظر بیایید، این حرف را نزنید.

واقعا چه خبر است؟

این شاخص ها با فرمول مرتبط هستند:

سرعت انتشار موج = فرکانس موج * طول موج

این فرکانس موج صوتی است که بر ویژگی های صدا، فردیت آن تأثیر می گذارد.

دستگاه صوتی شامل حفره های دهان و بینی، حلق، حنجره، ریه ها و نای است. تارهای صوتی در حنجره قرار دارند. تارهای صوتی چین هایی در غشای مخاطی حنجره هستند. آنها واقعاً تحت فشار هوای بازدم شده از ریه ها در نوسان هستند. یک موج صوتی تشکیل می شود، یعنی صدا. ولی! این یک صدا نیست. ما حتی این صدا را نمی شنویم.

چه می شنویم؟در اثر ارتعاش تارهای صوتی، هوای ریه ها و حنجره نیز شروع به ارتعاش می کند. طنین وجود دارد. این افزایش شدید در دامنه نوسانات یک موج صوتی است. این رزونانس است که صدا را بلندتر می کند. این امواج صوتی تقویت شده را می شنویم و صدا می نامیم. رزونانس در افراد مختلف در فرکانس های مختلف با طول موج صوتی خاص رخ می دهد. معمولا در چهار یا پنج فرکانس. بنابراین، هر فردی صدای متفاوتی دارد. به این تن صدای صدا می گویند. زمانی که هلیوم را استنشاق می کنیم، این صدای صدا است که تغییر می کند.

چرا تن صدا تغییر می کند؟

بنابراین، ما هلیوم را استنشاق می کنیم. چه چیزی تغییر کرد؟ محیط تغییر کرده است. هلیم در واقع چگالی کمتری نسبت به هوا دارد. سرعت موج صوتی در یک محیط کمتر متراکم افزایش می یابد، اما طول آن ثابت می ماند (در نهایت، اندازه دهان، حلق، حنجره تغییر نکرد). چه شاخصی در حال تغییر است؟ بیایید به فرمول نگاه کنیم. به درستی! فرکانس. رزونانس اکنون در فرکانس های بالاتر موج صوتی رخ می دهد. و ما صدای متفاوتی را می شنویم. جیغ و خنده دار.

مطمئناً بیش از یک بار با دوستان خود با صدای یک شخصیت کارتونی صحبت خواهید کرد. تأثیر هلیوم به قدری شگفت انگیز است که حتی یک فرد بالغ نیز به سختی می تواند در برابر وسوسه استنشاق محتویات بالون مقاومت کند. سعی کنید دفعه بعد دوستان خود را با درک ماهیت این پدیده شگفت زده کنید. هیچ کس شک ندارد که خنده عمر را طولانی می کند، اما فقط دانش آن را پر از معنا می کند.

هلیوم: تغییر صدای انسان از هلیوم؟

بسیاری در دوران کودکی با یک توپ ژل "ترفند" انجام دادند و برای مدتی به شخصیت کارتونی تبدیل شدند. پس چرا هلیوم صدا را تغییر می دهد و تا چه مدت می توانیم چنین اثری را حفظ کنیم؟

هیچ کس نمی تواند نام اولین کسی را که جرأت استنشاق گاز خارجی و تغییر در تارهای صوتی را داشته است، بگوید. با این حال، بسیاری راه "پیشگامان" را می روند و در مهمانی ها مهارت گفتگو را با صدایی شیرین نشان می دهند. تعداد زیادی ویدیو در اینترنت وجود دارد که به شما امکان می دهد اثر هلیوم را 10-20 ثانیه افزایش دهید. میانگین مدت زمان عمل گاز با یک نفس 30 ثانیه است که برای گفتن یک جوک کوچک یا اجرای یک تقلید کاملاً کافی است.

هر یک از ما از خود سؤالاتی در مورد اینکه چرا صدا از هلیوم تغییر می کند و به چه عواملی بستگی دارد از خود پرسیدیم. اول اینکه هلیوم به گروه گازهای بی اثر تعلق دارد که چگالی آن بیشتر از چگالی هوایی است که همه ما تنفس می کنیم. ثانیاً، هنگامی که مقدار معینی هلیوم استنشاق می شود، یک اثر فعال بر روی تارهای صوتی آغاز می شود: توده های هوا آنها را "فشرده" می کنند و در نتیجه، گفتار مخاطب به گفتار کودک تغییر می کند.

بنابراین، صدای انسان به عوامل زیادی بستگی دارد. با این حال، چگالی هوایی که فرد استنشاق می کند نقش مهمی ایفا می کند. اگر این شاخص محتوای استنشاقی کمتر از یک علامت مشخص باشد، ممکن است تغییرات ناگهانی در گفتار مشاهده نشود.

بنابراین می توان نتیجه گرفت که صدا در اثر استنشاق هلیوم تنها به دلیل چگالی گاز خارجی تغییر می کند. با استفاده از این واقعیت، فرد می تواند به طور مستقل زمان سخنرانی "موش" را کنترل کند.

در غیر این صورت، چرا می تواند صدای پرطرفدار مخاطب آشنا برای همه تغییر کند؟ به طور مشابه، تن صدا نه تنها تحت هلیوم، بلکه تحت تأثیر سایر توده‌های هوا نیز تغییر می‌کند، که چگالی آن بیشتر از چگالی هوای آشنا برای ما خواهد بود. می توان تصور کرد که اگر فردی هوای محلی را استنشاق کند چگونه می تواند روی خورشید یا ماه صحبت کند.

نکته: هلیم یکی از گازهای اعتیادآور است. اما در دوزهای کم هیچ خطری برای انسان ندارد. با این حال، شما نباید از استنشاق این عنصر سوء استفاده کنید، زیرا این امر می تواند بر سلامتی شما تأثیر منفی بگذارد.

پروژه Question to the Scientist را راه اندازی می کند که در آن کارشناسان به سوالات جالب، ساده لوحانه یا عملی پاسخ خواهند داد. در شماره جدید، کاندیدای علوم شیمی پیوتر اوبرازتسوف علت اعوجاج صدا در هنگام استنشاق هلیوم را توضیح می دهد.

چرا هلیوم صدا را مخدوش می کند؟

پیوتر آلکسیویچ اوبرازتسف

کاندیدای علوم شیمی، مقاله نویس علمی برای مجله روسیه و مجله Science and Life

گاز هلیوم که برای اولین بار در خورشید کشف شد و به نام ستاره ما به نام هلیوس نامگذاری شد، برای پرکردن بالن ها، جایگزینی نیتروژن در محفظه های فشار و مخازن غواصی، ایجاد ابررسانایی و غیره استفاده می شود. در حالت اول، بی اثر بودن هلیوم و کم بودن آن است. از چگالی استفاده می شود، در مورد دوم، هلیوم در عمق ده ها متری غواصان مانند نیتروژن معمولی حالت مسمومیت ایجاد نمی کند. علاوه بر این، در فشارهای بالا، نیتروژن در خون غواص حل می شود و در هنگام صعود سریع از عمق، به صورت حباب هایی از خون خارج می شود که عروق را مسدود می کند. یک بیماری به اصطلاح کیسون وجود دارد. و هلیوم چنین رفتاری ندارد.

مهمترین خواص هلیوم - چگالی و ویسکوزیته کم - دلایلی برای چنین ویژگی خنده دار این گاز مانند افزایش تن صدا است. و در یک محیط گازی با چگالی کم که به جای نیتروژن از اکسیژن و هلیوم تشکیل شده است، سرعت صوت بسیار بیشتر از هوای معمولی است. و حجم حفره دهان و قسمت بالایی گلو (رزوناتور) بدون تغییر باقی می ماند. در نتیجه، هم فرکانس رباط‌ها و هم فرکانس صدای منتشر شده در این تشدیدگر افزایش می‌یابد که به معنای ظاهر شدن نوعی صدای جیرجیر است.

اثر معکوس کاهش فرکانس هنگام استنشاق مخلوط هایی با گازهای بی اثر سنگین تر از نیتروژن، به عنوان مثال، کریپتون یا زنون بی اثر امکان پذیر است. با تنفس چنین آمیزه ای، یکی از اعضای معمولی اپرا خود Chaliapin را با باس خود تحت الشعاع قرار می داد.

با این حال، اگر کسی که این خطوط را می‌خواند، بخواهد این اثر را بازتولید کند (هلیوم موجود است، آنها باد کرده اند بالن های هوا) او باید به خاطر داشته باشد که با استنشاق طولانی مدت مخلوط های حاوی هلیوم، گرسنگی اکسیژن و از دست دادن هوشیاری.شما باید فوراً در هوای تازه نفس بکشید.

به نظر می رسد که این موضوع ربطی به آواز ندارد. بلکه به شیمی ... یا فیزیک ... یا آکوستیک به عنوان بخشی از فیزیک ... و با این حال تأثیر هلیوم(و نه تنها او به تنهایی، همانطور که از مقاله خواهید آموخت) در صداصحت این دیدگاه را نشان می دهد که صدای انسان چگونه برمی خیزد و از چه قوانینی تبعیت می کند.

بنابراین، هنگام استنشاق گاز خنثی سبک - به عنوان مثال، هلیوم از بالون، صدای فرد کاملاً تغییر می کند. شما هنوز در مورد آن نمی دانید؟ بله، بله، شگفت انگیز - در نزدیکی ...

واقعا خنده دار به نظر می رسد! این اثر به قدری جالب است که حتی افراد مشهوری مانند مجریان برنامه MythBusters در کانال تلویزیونی Discovery از آنجا عبور نکردند. ولی!

غلتک روی زبان انگلیسی، اما ترسناک نیست، ترجمه کاملا مناسبی وجود دارد:

"قول می‌دهم که عالی خواهد بود، اما شما باید این قول را بدهید هرگزاین را در خانه تکرار نکنید! باشه؟ باشه! و حالا... همه می دانند که اگر هلیوم استنشاق کنم صدایم بلندتر می شود! این به این دلیل است که 6 برابر سبکتر از هوا است، به این معنی که تارهای صوتی من سریعتر می لرزد و صدای من را بسیار بالاتر می دهد!
و حالا ... من در هگزا فلوراید گوگرد تنفس خواهم کرد که 6 برابر سنگین تر از هوا است و صدا چیزی شبیه به این خواهد شد ...
صدایم خیلی پایین تر بود...
به طور کلی من هنوز لذت می برم!
این علم است !!!»

یک فرد کنجکاو و کنجکاو طبیعتا دوست دارد بداند چراآیا این اتفاق می افتد؟ و هیچ پاسخی برای این سوال وجود ندارد ... یکی از آنها قبلاً داده شده است - تارهای صوتی من سریعتر نوسان می کند ... اما آیا واقعاً چنین است؟

"دلایل" دیگری وجود دارد - تفاوت در فشار هوا و هلیوم، "فشرده شدن" تارهای صوتی، و حتی این واقعیت که INERT(!) گاز به نوعی خودش را تحت تاثیر قرار می دهد ساختارتارهای صوتی! ذهن باور نکردنی!

مردم فیزیک نمی دانند… کاملا…

و دلیل واقعی بسیار ساده است و مدتهاست توسط علم مورد مطالعه قرار گرفته است. بله، انصافاً باید پذیرفت که بسته‌هایی که در محیطی نه از هوا، بلکه از هلیوم (و البته هگزا فلوراید گوگرد) کار می‌کنند کمی سریع‌تر (کندتر) نوسان می‌کنند. اما تنها مقدار کمی! و این درجه تغییر در سرعت ارتعاشات به هیچ وجه نمی تواند روی صدا تاثیر بگذارد. خیلی هیولا! عامل اصلی متفاوت است.

خودتان فکر کنید، زیرا اگر تارهای صوتی خود ضربه ای را تجربه کنند، صدا می تواند بالاتر یا پایین تر باشد، اما تار آن تغییر نمی کند! صدا همچنان خواهد بود انسان، هر چند بالاتر یا پایین تر. اما چیزی کاملاً متفاوت مشاهده می شود - غیر انسانیرای! این تغییر است تمبرادر جهت "پینوکیو" او، "کارتون" باعث خنده های غیرقابل کنترل می شود! همین تأثیر زمانی رخ می دهد که صدا "پایین" - "اهریمنی"، "هیولایی" باشد، اما در هر صورت، هیچ شباهتی به صدای انسان وجود ندارد.

ولی TIMBREصدای انسان - مجموعه ای از فرمت ها، همانطور که در مقاله "فرمانت ها چیست؟" . خود سازندگان بدون مشارکت غیرممکن هستند طنین انداز سیستم هایبدن انسان. و نه تنها! بالاتر انسانصدا یک موج صوتی پیچیده است که از همان فرمت ها تشکیل شده است، اما نه تنها خود فرمت ها اصلاح می شوند، بلکه آرایش فردی آنها در طیف صدا نیز تغییر می کند. بنابراین، ما هر چند بلند (یا کم)، اما مهمتر از همه، صدای انسانی را می شنویم. همان را تغییر دهید محیط ها، جایگزینی هوا با گاز دیگر منجر به تغییر در پیکربندی حفره های تشدید کننده نمی شود، در نتیجه، شکل دهنده ها نسبت به یکدیگر جابجا نمی شوند، بلکه بسادگی فرکانس خود را تغییر می دهند. شایعه این را به عنوان "مصنوعی بودن" صدا ثابت می کند.

این تأییدی است بر وجود خود سیستم تشدید کننده و تأثیر اساسی آن بر پدیده صدا. خوب، اصلاح فرآیند از دیدگاه فیزیک ... ببخشید:

مجرای صوتی انسان از تارهای صوتی و یک تشدید کننده پر از هوا (یا هلیوم) تشکیل شده است: ریه ها، دستگاه تنفسی، حفره های جمجمه. رباط ها صدای ضعیفی تولید می کنند، بدون تشدید کننده ممکن است آن را نشنیم. فرکانس های تشدید دستگاه صوتی به حجم و شکل آن بستگی دارد. هلیوم چگالی کمتری نسبت به هوا دارد، بنابراین سرعت صوت در آن بیشتر است (965 متر بر ثانیه در مقابل 331). فرکانس، طول موج و سرعت صوت در گازها با روابط خاصی مرتبط هستند. این به این واقعیت منجر می شود که اگرچه پیکربندی تشدید کننده تغییر نمی کند، فرکانس های بالاتر تشدید می شوند و طیف کلی صدا به فرکانس های بالاتر تغییر می کند. از نظر موسیقی، هلیوم زیر و بمی صدا را تغییر نمی دهد، بلکه تن صدا را تغییر می دهد. به طور دقیق تر، گام تغییر می کند، اما بسیار کم - عمدتا به کشش تارهای صوتی بستگی دارد، و هنگامی که هلیوم بازدم می شود، کمی متفاوت از زمانی است که هوا بازدم می شود.

گلو از دیدگاه آکوستیک یک تشدید کننده حفره ای است که روی یک طول موج مشخص (نه فرکانس!) تنظیم شده است. و اگر شخصی هوا تنفس کند، صدای (صدایی) با فرکانس معین به دست می آید ... اما اگر اکنون به جای هوا هلیوم بگیریم، پس برای همان طول موجبه دلیل سرعت بالاتر صوت، فرکانس متفاوتی حاصل می شود - فرکانس بالاتر. و هنگام حرکت از یک محیط به رسانه دیگر (از حلق پر از هلیوم به هوای معمولی)، فرکانس صدا دیگر تغییر نمی کند.

پس خواننده عزیز لینک ها به هیچ وجه تغییر نمی کنند! همه چیز داخل است محیط! و "سازنده" اصلی صدای ما طنین است.

استفاده از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

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.