科学者への質問: ヘリウムが声を歪めるのはなぜですか? なぜ、ヘリウムを吸い込んだ後、人は変な声で話し始めますか ガスがどのように声を変えたのか.
私たちの中で、ヘリウム風船の中身を吸い込んで面白い漫画の声で話そうとしたことがない人はいますか? 多くの人は、なぜその声がこんなにも...
私たちの中で、ヘリウム風船の中身を吸い込んで面白い漫画の声で話そうとしたことがない人はいますか? 多くの人は、声が劇的に変化する理由を理解しているとさえ確信しています.
最も一般的なバージョンは次のとおりです:
- ヘリウムは密度が低いため、声帯がより振動します。 したがって、きしみ声が高くなります。
- ヘリウムは空気より軽く、早く逃げます。 音の動きの速さで声が変わる。
- ヘリウムは声の変化を伴う声帯の構造を変化させます。
馬鹿にされたくないなら、そんなこと言わないで。
本当に何が起こっているのですか？
これらの指標は、式によって関連付けられています:
波の伝播速度 = 波の周波数 * 波長
声の特徴、その個性に影響を与えるのは音波の周波数です。
発声装置には、口腔および鼻腔、咽頭、喉頭、肺、および気管が含まれます。 声帯は喉頭にあります。 声帯は、喉頭の粘膜のひだです。 それらは、肺から吐き出される空気の圧力の下で実際に変動します。 音波が形成されます。つまり、音です。 しかし！ 声じゃない。 この音も聞こえません。
何が聞こえますか？声帯の振動により、肺や喉頭の空気も振動し始めます。 共鳴があります。 これは、音波の振動の振幅の急激な増加です。 音を大きくするのは共鳴です。 私たちが聞いて声を呼ぶこれらの増幅された音波。 共鳴は、特定の音の波長を持つさまざまな周波数でさまざまな人に発生します。 通常、4 つまたは 5 つの周波数で。 そのため、人それぞれ声が違います。 これを声の音色といいます。 ヘリウムを吸い込むと変わるのは声の音色です。
声の音色が変わるのはなぜ？
だから、ヘリウムを吸います。 何が変わったのですか？ 環境が変わりました。 ヘリウムは確かに空気より密度が低いです。 音波の速度は、密度の低い媒体では増加しますが、その長さは同じままです（結局のところ、口、咽頭、喉頭のサイズは変わりませんでした）。 変化している指標は何ですか？ 式を見てみましょう。 正しく！ 周波数。 共振は、音波のより高い周波数で発生します。 そして、異なる音色の声が聞こえます。 きしむと面白い。
漫画のキャラクターの声で話すことで、友達と何度も楽しむことができます。 ヘリウムの効果は凄まじく、大人でも気球の中身を吸いたくなる誘惑に負けてしまいます。 次回は、この現象の性質を理解して、友達を驚かせてみてください。 笑いが寿命を延ばすことに疑いの余地はありませんが、笑いに意味を与えるのは知識だけです。
ヘリウム：人の声をヘリウムから変える？
子供の頃、多くの人がゲルボールで「トリック」を行い、しばらくの間漫画のキャラクターになりました。 では、なぜヘリウムは声を変えるのでしょうか? また、そのような効果をどのくらい維持できるのでしょうか?
あえて異物ガスを吸い込み、声帯の変化を経験した最初の人の名前を言うことはできません。 しかし、多くは「パイオニア」の道をたどり、パーティーでは甘い声で会話のスキルを発揮します。 インターネット上には、ヘリウムの効果を 10 ～ 20 秒延長できる膨大な数のビデオがあります。 1回の呼吸でガスが作用する平均持続時間は30秒で、ちょっとした冗談を言ったりパロディを上演したりするのに十分です。
私たち一人一人が、ヘリウムから声が変化する理由と、それがどのような要因に依存しているかについて自問自答しました. まず、ヘリウムは不活性ガスのグループに属しており、その密度は私たちが呼吸する空気の密度よりも高くなっています。 第二に、一定量のヘリウムが吸入されると、声帯への積極的な影響が始まります。気団が声帯を「圧縮」し、その結果、対話者のスピーチが子供のスピーチに変わります。
このように、人間の音色は多くの要因に依存しています。 ただし、人が吸い込む空気の密度が重要な役割を果たします。 吸入内容のこの指標が特定のマーク未満の場合、発話の急激な変化は観察されない可能性があります。
したがって、ヘリウムの吸入による声は、もっぱら外来ガスの密度によって変化すると結論付けることができます。 この事実を利用して、人は「マウス」の発話の時間を独立して制御できます。
誰もが知っている対談者の響き渡る声が変わるのはなぜですか？ 同様に、音色はヘリウム下だけでなく、私たちがよく知っている空気の密度よりも高い密度の他の空気塊の影響下でも変化します。 太陽や月の空気を吸うと、人がどのように話すことができるか想像できます。
注: ヘリウムは中毒性のガスの 1 つです。 しかし、少量であれば、人体に危険を及ぼすことはありません。 ただし、健康に悪影響を与える可能性があるため、この要素の吸入を乱用しないでください。
科学者への質問プロジェクトを開始します。このプロジェクトでは、専門家が興味深い、素朴な、または実用的な質問に答えます。 新しい号では、化学科学の候補者であるピョートル・オブラッツォフが、ヘリウムを吸入したときに声が歪む原因について説明しています。
ヘリウムで声が歪むのはなぜですか？
ピョートル・アレクセーヴィチ・オブラッツォフ
化学科学の候補者、ロシアのジャーナルと科学と生命のジャーナルの科学コラムニスト
太陽で最初に発見され、ヘリオスという名前の私たちの星にちなんで名付けられたヘリウムガスは、気球を充填したり、圧力チャンバーやスキューバタンクで窒素を置換したり、超伝導を生成したりするために使用されます。最初のケースでは、ヘリウムの不活性とその低さ2番目のケースでは、ヘリウムは、通常の窒素のように、数十メートルの深さでダイバーの間で中毒の状態を作りません. さらに、窒素は高圧下でダイバーの血液に溶解し、深いところから急速に上昇すると、血管を詰まらせる気泡の形で血液から放出されます。 いわゆるケーソン病があります。 そして、ヘリウムはそのようには振る舞いません。
ヘリウムの最も重要な特性 - 低密度と低粘度 - が、声のトーンの増加など、このガスの面白い特徴の理由です。 そして、窒素の代わりに酸素とヘリウムで構成される低密度の気体媒体では、音速は通常の空気よりもはるかに大きくなります。 そして、口腔と喉の上部（共鳴器）の容積は変わりません。 その結果、靭帯の周波数とこの共振器内を伝播する音の周波数の両方が増加し、一種のきしみ音の出現を意味します。
窒素よりも重い不活性ガス、たとえば不活性クリプトンやキセノンとの混合物を吸入すると、周波数を下げるという逆効果が生じる可能性があります。 そのような混合物を呼吸すると、オペラの通常のエキストラは、シャリアピン自身をベースで覆い隠したでしょう。
ただし、これらの行を読んでいる人がこの効果を再現したい場合 (ヘリウムが利用可能で、膨らんでいます 気球) 、彼は、ヘリウム含有混合物を長時間吸入すると、 酸素欠乏と意識喪失。新鮮な空気の中ですぐに息を呑む必要があります。
このトピックはボーカルとは何の関係もないようです。 むしろ、化学へ...または物理学へ...または物理学の一部としての音響学へ...そしてまだ影響 ヘリウム（記事からわかるように、彼だけではありません） 声人間の声がどのように発生し、どのような法則に従うかについての見解の妥当性を示しています。
したがって、ヘリウムなどの軽い不活性ガスを風船から吸い込むと、人の声が完全に変わります。 あなたはまだそれについて知りませんか？ はい、はい、素晴らしい-近く...
本当に面白いね！ その効果は非常に興味深いもので、Discovery TV チャンネルの MythBusters プログラムのホストのような有名人でさえも通り過ぎませんでした。 しかし！
ローラーオン 英語、しかしそれは怖くないです、かなり適切な翻訳があります：
「私はそれがクールだと約束しますが、あなたはそれを約束しなければなりません 一度もない家でこれを繰り返さないでください！ わかった？ わかった！ そして今... ヘリウムを吸うと私の声が高くなることは誰もが知っています! これは、空気の 6 分の 1 の軽さのため、声帯の振動が速くなり、声がはるかに高くなります。
そして今…空気の6倍の重さの六フッ化硫黄を吸い込むと、こんな声が…
声がかなり低くなってしまった…
一般的に、私はまだ楽しんでいます！
これは科学です !!!»
好奇心旺盛で好奇心旺盛な人は、自然と知りたがります。 どうしてこれは起こっていますか？ そして、この質問に対する答えはありません...そのうちの1つはすでに与えられています-私の声帯はより速く変動します...しかし、それは本当にそうですか？
他の「理由」があります - 空気とヘリウムの圧力の違い、声帯の「圧縮」、さらには 不活性(!) ガスはどういうわけかそれ自体に影響を与えます 構造声帯！ 信じられない！
人々は物理学を知りません…絶対に…
そして本当の理由は非常に単純で、科学によって長い間研究されてきました. はい、公平を期すために、空気ではなくヘリウム（そしてもちろん六フッ化硫黄）の媒体で動作するバンドルは、少し速く（遅く）振動することを認めなければなりません。 だけ 少し! そして、振動速度のこの程度の変化は、声に影響を与えることはできません。 とても怪しい! 主な要因は異なります。
声帯自体に何らかの影響があった場合、声は高くなったり低くなったりする可能性がありますが、音色は変わらないため、自分で考えてみてください。 声はそのままだろう 人間、高くても低くても。 しかし、まったく異なることが観察されます - 非人道性投票！ それが変化です テンブラ彼の「ピノキオ」、「漫画」の方が笑いを抑えきれません！ 声を「下げた」「悪魔的」「怪物的」にしても同様の効果が得られるが、いずれにせよ人間の声とは似ていない。
しかし 音色人間の声 - 記事「フォルマントとは」で説明されているフォルマントのセット。 . フォルマント自体は参加なしでは不可能です 共鳴する システム人体。 そしてそれだけではありません！ より高い 人間声は同じフォルマントからなる複雑な音波ですが、フォルマント自体が変更されるだけでなく、声のスペクトル内の個々の配置も変更されます。 したがって、私たちは高く（または低く）聞こえますが、最も重要なのは人間の声です。 同じように変更 環境、空気を別のガスで置き換えても、共振器キャビティの構成が変化することはありません。その結果、フォルマントは互いにシフトせず、単に周波数が変化します。 噂によると、これは声の「人工物」として修正されています。
これは、共鳴器システム自体の存在と、声の現象そのものに対するその根本的な影響の両方の確認です。 さて、物理学の観点からのプロセスの改良...すみません：
「人間の声道は、声帯と、空気 (またはヘリウム) で満たされた共鳴器 (肺、気道、頭蓋腔) で構成されています。 靭帯は微かな音を発しますが、共振器がなければ聞こえないかもしれません。 声道の共鳴周波数は、その体積と形状によって異なります。 ヘリウムは空気よりも密度が低いため、音速は速くなります (965 m/s 対 331 m/s)。 ガス中の音の周波数、波長、および速度は、特定の関係によって関連付けられています。 これにより、共振器の構成は変化しませんが、より高い周波数が共鳴し、音声の全体的なスペクトルがより高い周波数にシフトします。 音楽的に言えば、ヘリウムは声のピッチを変えるのではなく、音色を変えます。 より正確には、ピッチはほとんど変化しませんが、主に声帯の緊張に依存し、ヘリウムが吐き出されると、空気が吐き出されるときとはわずかに異なります。
「...喉は、音響の観点から、特定の波長（周波数ではありません！）に調整された空洞共振器です。 そして、人が空気を吸うと、特定の周波数の音（声）が得られます...しかし、空気の代わりにヘリウムを使用すると、 同じ波長の場合音速が速いため、異なる周波数、つまりより高い周波数が発生します。 そして、ある媒質から別の媒質へ (ヘリウムで満たされた咽頭から通常の空気へ) 移動するとき、音の周波数はもはや変化しません。
ですから、親愛なる読者の皆様、リンクは決して変わりません! 全体が入っています 環境! そして、私たちの声の主な「ビルダー」は共鳴です。
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ヘリウムは、多くの特定の特性を持つ希ガスです。 特に、人の声を変更して、漫画のキャラクターのようにきしむようにすることができます。 しかし、なぜこれが起こっているのでしょうか?このガスには他にどのような特性があるのでしょうか? 吸入しても安全ですか？ 副作用? この物質はどのように研究されていますか、どこで使用されていますか?
ヘリウムはさまざまな方法で使用されていますが、ヘリウムを広く使用している風船の販売業者から見つけるのが最も簡単な方法です。 これはよく研究された物質で、かなり多くのことが言えます。
ヘリウムの特徴
ヘリウムは不活性ガスであり、このグループの特徴をすべて備えています。 典型的な匂いや味はなく、無色で、ヘリウム雲の外観は周囲の空気と変わりません。 この要素には、その中にのみ固定されている機能があります-摂氏-268.9度の温度で液化しますが、その変換を達成するために 固体の状態通常の地球条件下では成功しません。 これを行うには、温度を1 Kに下げるだけでなく、大気圧を25気圧に上げる必要があります。 しかし、これはガスが人の声を変える能力とは何の関係もありません。
この物質のもう1つの特徴は、検討中の質問の枠組みの中でより興味深いものになります。 ヘリウムは非常に軽いガスで、水素だけが軽いです。 自然界では非常に一般的であり、人類が知っている宇宙の全物質の約 23% を占めています。 物質は、核融合によって星の中で生まれます。 このガスは空気の 7 分の 1 の密度です。 地球の大気、すべての既存のものの中で 2 番目に軽いです。 彼の前にあるのは水素だけです。
興味深い事実：風船の売り手にとってヘリウムが興味深いのは低密度です。 風船にそれを詰めることで、人々は空に飛び立つ機会を彼らに提供します。 ガスのおかげで、気球だけでなく飛行船全体を空に持ち上げることができます。 密度の低い物質は上に向かう傾向があります。これは物理法則です。
ガスはどのようにして声を変えることができますか?
ヘリウムの影響下での声の変化の問題を理解するには、密度が低いという事実を考慮に入れ、もう1つのニュアンス、つまり人がどのように音を発するか、スピーチを考慮する必要があります。 人間の声を含むあらゆる種類の音は振動です。 人間の発話に関しては、これらの音は喉頭にある声帯の動きによって生成されます。 声の音色は振動の周波数によって形成され、この指標が高いほど声が高くなります。
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通常の空気環境では、人の声は聞き覚えがあり、音は標準的な方法で生成および送信されます。 しかし、環境の指標が変化すると、声も変化する可能性があります-重要または重要でない方法で。 環境の湿度が変化すると、濃い霧の中でも声がわずかに異なるように聞こえる場合があることに注意する人もいます。 そして、これは主観的な意見ではありません。 不活性ガスが吸入されると、声帯が圧縮され、振動の周波数が大幅に増加します。 振動の周波数が上がると、声も変わり、高くなり、面白くなります。
反対の効果を与える物質があります。 フッ化硫黄を吸入すると、声が低く聞こえ、女性の声が男性の低音として知覚されます。 それは重いガスの 1 つで、その密度は空気の 5 倍です。
ヘリウムは安全ですか？
で 一般的に言えばヘリウムだけでなく通常の空気も吸い、特別な熱意を持って娯楽にふけるのでなければ、ヘリウムの吸入は比較的安全な楽しみと見なすことができます。 そうしないと、酸素欠乏に陥る可能性があります。 この最初の兆候は、吐き気、めまい、頭痛、呼吸の問題です。 さらに、声帯に損傷を与える危険性があるため、これを定期的に行うべきではありません。 それらは保護する必要があります。この領域の損傷は元に戻せず、声が損なわれたり、話すことができなくなったりする可能性があります。 人間の音声装置は非常に敏感です。