Bir bilim adamına soru: Helyum neden sesi bozuyor? Helyum soluyan bir insan neden komik bir sesle konuşmaya başlar, gaz nasıl sesini değiştirmeyi başarır?

Hangimiz helyum balonlarının içeriğini solumayı ve ardından komik bir karikatür sesiyle konuşmayı denemedik? Birçoğu sesin neden bu kadar güzel olduğunu anladığından bile emin.

Hangimiz helyum balonlarının içeriğini solumayı ve ardından komik bir karikatür sesiyle konuşmayı denemedik? Birçoğu sesin neden bu kadar dramatik bir şekilde değiştiğini anladığından bile emin.

İşte en yaygın versiyonlar:

• Helyumun yoğunluğu daha az olduğundan ses tellerinin daha fazla titreşmesine neden olur. Bu nedenle daha yüksek gıcırtılı ses.
• Helyum havadan daha hafiftir ve daha hızlı çıkar. Sesin hızı sesi değiştirir.
• Helyum ses tellerinin yapısını değiştirerek sesin değişmesine neden olur.

Aptal gibi görünmek istemiyorsan bunu söyleme.

Gerçekten neler oluyor?

Bu göstergeler aşağıdaki formülle ilişkilidir:

Dalga hızı = dalga frekansı * dalga boyu

Sesin özelliklerini ve bireyselliğini etkileyen ses dalgasının frekansıdır.

Ses aparatı ağız ve burun boşluklarını, farenks, gırtlak, akciğerler ve trakeayı içerir. Ses telleri gırtlakta bulunur. Ses telleri gırtlak mukozasında bulunan kıvrımlardır. Aslında akciğerlerden dışarı verilen havanın basıncı altında dalgalanırlar. Bir ses dalgası yani ses oluşur. Ancak! Bu bir ses değil. Bu sesi bile duymuyoruz.

Ne duyuyoruz? Ses tellerinin titreşimi nedeniyle akciğerlerdeki ve gırtlaktaki hava da titremeye başlar. Bir rezonans meydana gelir. Bu, bir ses dalgasının titreşim genliğinde keskin bir artıştır. Sesin şiddetini artıran rezonanstır. Bu güçlendirilmiş ses dalgalarını duyarız ve onlara ses adını veririz. Rezonans, farklı insanlarda, belirli bir ses dalga boyunda, farklı frekanslarda meydana gelir. Genellikle dört veya beş frekansta. Bu nedenle her insanın sesi farklı çıkar. Buna ses tınısı denir. Helyum soluduğumuzda değişen sesin tınısıdır.

Sesin tınısı neden değişiyor?

Öyleyse helyumu soluyalım. Ne değişti? Ortam değişti. Helyum aslında havadan daha az yoğundur. Daha az yoğun bir ortamda ses dalgasının hızı artar, ancak uzunluğu aynı kalır (sonuçta ağız, yutak ve gırtlak boyutları değişmemiştir). Hangi gösterge değişiyor? Formüle bakalım. Sağ! Sıklık. Rezonans artık ses dalgasının daha yüksek frekanslarında meydana gelir. Ve farklı bir ses tınısı duyuyoruz. Gıcırtılı ve komik.

Bir çizgi film karakterinin sesiyle konuşarak arkadaşlarınızla mutlaka birden fazla kez eğleneceksiniz. Helyumun etkisi o kadar şaşırtıcıdır ki, bir yetişkin bile balonun içindekileri soluma isteğine karşı koymakta zorlanır. Bir dahaki sefere bu olgunun doğasını anlayarak arkadaşlarınızı şaşırtmaya çalışın. Hiç kimse kahkahanın yaşamı uzattığından şüphe etmez, ancak onu yalnızca bilgi anlamla doldurur.

Helyum: Bir kişinin sesini helyumdan değiştirmek mi?

Çocukluk çağında pek çok insan jel topla bir "numara" yaparak geçici olarak çizgi film karakteri haline geldi. Peki helyum neden sesi değiştiriyor ve bu etkiyi ne kadar süre koruyabiliriz?

Yabancı bir gazı solumaya karar veren ve konuşma tellerinde değişiklikler yaşayan ilk kişinin adını kimse söyleyemez. Ancak birçok kişi “öncülerin” yolunu takip ediyor ve partilerde tatlı bir sesle konuşma becerilerini gösteriyor. İnternette helyumun etkisini 10-20 saniye uzatmanıza izin veren çok sayıda video var. Gazın tek nefeste ortalama etki süresi 30 saniyedir, bu da küçük bir şaka anlatmak veya parodi sahnelemek için oldukça yeterlidir.

Her birimiz sesin neden helyumdan değiştiği ve bunun hangi faktörlere bağlı olduğu konusunda kendimize sorular sorduk. Öncelikle helyum, yoğunluğu soluduğumuz havanın yoğunluğundan daha yüksek olan bir grup inert gaza aittir. İkincisi, belirli miktarda helyum solunduğunda ses telleri üzerinde aktif bir etki başlar: hava kütleleri onları "sıkıştırır" ve bunun sonucunda muhatabın konuşması bir çocuğun konuşmasına dönüşür.

Dolayısıyla insan tınısı birçok faktöre bağlıdır. Ancak kişinin soluduğu havanın yoğunluğu büyük rol oynar. Solunan içeriğin bu göstergesi belirli bir düzeyin altındaysa konuşmada ani değişiklikler gözlenemeyebilir.

Böylece, helyumun solunması nedeniyle oluşan sesin yalnızca yabancı gazın yoğunluğundan dolayı değiştiği sonucuna varabiliriz. Bu gerçeği kullanarak, kişi "fare" konuşmasının zamanını bağımsız olarak kontrol edebilir.

Muhatabın tanıdık çınlayan sesi başka neden değişebilir? Benzer şekilde, tını sadece helyum altında değil, yoğunluğu alışık olduğumuz havanın yoğunluğundan daha yüksek olan diğer hava kütlelerinin etkisi altında da değişecektir. Bir kişinin Güneş'te veya Ay'da yerel havayı soluması durumunda konuşmasının nasıl olabileceğini hayal edebilirsiniz.

Not: Helyum, bağımlılığa neden olan gazlar grubuna dahildir. Ancak küçük dozlarda insanlar için herhangi bir tehlike oluşturmaz. Ancak bu unsuru fazla solumamalısınız çünkü bu, sağlığınız üzerinde kötü bir etkiye sahip olabilir.

Uzmanların ilginç, naif veya pratik soruları yanıtlayacağı “Bilim Adamına Soru” projesini başlattı. Yeni sayıda, Kimya Bilimleri Adayı Pyotr Obraztsov, helyum solunduğunda sesin bozulmasının nedenini açıklıyor.

Helyum neden sesi bozuyor?

Pyotr Alekseeviç Obraztsov

Kimya Bilimleri Adayı, Russian Journal ve Science and Life dergisinde bilimsel köşe yazarı

İlk olarak Güneş'te keşfedilen ve Helios adlı yıldızımızın adını taşıyan helyum gazı, balonları doldurmak, basınç odaları ve tüplü tanklardaki nitrojeni değiştirmek, süperiletkenlik oluşturmak vb. amaçlarla kullanılır. İlk durumda, helyumun inertliği ve düşük olması yoğunluk kullanılır, ikinci durumda helyum, sıradan nitrojen gibi onlarca metre derinlikteki dalgıçlarda sarhoşluk durumu yaratmaz. Ayrıca yüksek basınçlarda dalgıcın kanında nitrojen çözünür ve derinlikten hızlı çıkışla kan damarlarını tıkayan kabarcıklar şeklinde kandan salınır. Sözde dekompresyon hastalığı ortaya çıkar. Ancak helyum böyle davranmaz.

Helyumun en önemli özellikleri - düşük yoğunluk ve viskozite - bu gazın ses tonunu yükseltmek gibi komik bir özelliğinin nedenleridir. Nitrojen yerine oksijen ve helyumdan oluşan düşük yoğunluklu bir gaz ortamında sesin hızı normal havaya göre çok daha yüksektir. Ve hacim ağız boşluğu ve boğazın üst kısmı (rezonatör) değişmeden kalır. Bunun sonucunda hem akortların frekansı hem de bu rezonatörde yayılan sesin frekansı artıyor, bu da bir tür gıcırtılı sesin ortaya çıkması anlamına geliyor.

İnert kripton veya ksenon gibi nitrojenden daha ağır inert gazlar içeren karışımlar solunduğunda frekansı düşürmenin ters etkisi mümkündür. Böyle bir karışımı soluyan sıradan bir opera ekstrası, bas sesiyle Şalyapin'i bile gölgede bırakırdı.

Ancak bu satırları okuyan biri bu etkiyi yeniden yaratmak isterse (helyum var, onunla şişiyorlar hava balonları) helyum içeren karışımların uzun süreli solunmasının oksijen açlığı ve bilinç kaybı. Temiz havada hemen nefesinizi tutmalısınız.

Bu konunun vokallerle hiçbir ilgisi yok gibi görünüyor. Daha çok kimyaya... Ya da fiziğe... Ya da fiziğin bir parçası olarak akustik... Ama yine de etkisi HELYUM(ve makaleden öğreneceğiniz gibi sadece o değil) SES insan sesinin nasıl ortaya çıktığı ve hangi yasalara uyduğu görüşünün geçerliliğini gösterir.

Bu nedenle, örneğin balonlardan hafif bir inert gaz - helyum - solunduğunda, bir kişinin sesi tamamen değişir. Bunu henüz bilmiyor musun? Evet, evet, yakında muhteşem şeyler var...

Kulağa gerçekten komik geliyor! Etki o kadar ilginç ki Discovery Channel'daki MythBusters programının sunucuları gibi ünlü kişiler bile geçemedi. Ancak!

Silindir açık ingilizce dili, ama korkutucu değil, tamamen uygun bir çeviri var:

"Harika olacağına söz veriyorum ama buna söz vermelisin ASLA Bunu evde tekrarlamayacaksınız! TAMAM? TAMAM! Ve şimdi... Helyum soluduğumda sesimin daha yüksek çıkacağını herkes biliyor! Bunun nedeni havadan 6 kat daha hafif olmasıdır, bu da ses tellerimin daha hızlı titreşeceği anlamına gelir ve bu da sesimin çok daha tiz çıkmasını sağlar!
Ve şimdi... Havadan 6 kat daha ağır olan kükürt hekzaflorürü soluyacağım ve sesim şöyle çıkacak...
Sesim çok daha alçak çıkmıştı...
Ve hâlâ eğleniyorum!
BU BİLİMDİR !!!»

Meraklı ve meraklı bir insan doğal olarak bilmek ister NEDEN bu oluyor mu? Ve bu sorunun o kadar çok cevabı var ki... Bunlardan biri zaten verildi; ses tellerim daha hızlı titreyecek... Peki gerçekten öyle mi?

Başka "nedenler" de var - hava ve helyum basıncındaki fark, ses tellerinin "sıkışması" ve hatta hareketsiz(!) gaz bir şekilde etkiliyor YAPI ses telleri! Bu akıllara durgunluk verici!

İnsanlar fiziği bilmiyor... Hiç de değil...

Ancak gerçek sebep oldukça basit ve uzun süredir bilim tarafından inceleniyor. Evet, doğruyu söylemek gerekirse, havadan değil helyumdan (ve tabii ki kükürt heksaflorürden) oluşan bir ortamda çalışan bağların biraz daha hızlı (daha yavaş) titreştiğini kabul etmek gerekir. Ama sadece BİRAZ! Ve salınımların hızındaki bu derecedeki değişiklik sesi hiçbir şekilde etkileyemez. ÇOK CANAVAR! Ana faktör farklı.

Kendi başınıza düşünün, eğer ses telleri herhangi bir darbeye maruz kalmışsa, o zaman ses daha yüksek veya daha alçak olabilir, ancak tınısı değişmeyecektir! Ses hala orada olurdu İNSAN daha düşük veya daha yüksek de olsa. Ancak tamamen farklı bir şey gözlemleniyor - İNSANLIK DIŞILIK oy! Bu değişiklik HACİM“pinokyo” yönünde, “karikatürizeliği” kontrolsüz kahkahalara sebep oluyor! Aynı etki, sesin "alçaltılması" - "şeytani", "canavarca" olması durumunda da ortaya çıkar, ancak her durumda - insan sesine hiçbir benzerlik yoktur.

Ancak TIMBRA insan sesi - “Formantlar nelerdir?” Makalesinde açıklandığı gibi bir dizi formant. . Katılım olmadan formantların kendisi imkansızdır REZONATÖR SİSTEMLER insan vücudu. Ve sadece değil! Daha yüksek İNSAN ses, aynı formantlardan oluşan karmaşık bir ses dalgasıdır, ancak yalnızca formantların kendisi değiştirilmez, aynı zamanda ses spektrumundaki bireysel konumları da değiştirilir. Bu nedenle, yüksek (veya alçak) da olsa, en önemlisi bir insan sesi duyuyoruz. Değiştirmek ORTAMLAR havanın başka bir gazla değiştirilmesi rezonatör boşluklarının konfigürasyonunda bir değişikliğe yol açmaz; sonuç olarak formantlar birbirlerine göre kaymaz, sadece frekanslarını değiştirir. Duruşma bunu “yapay” bir ses olarak kaydediyor.

Bu, hem rezonatör sisteminin varlığının hem de ses olgusu üzerindeki temel etkisinin doğrulanmasıdır. Peki, süreci fizik açısından açıklığa kavuşturmak için... Lütfen:

“İnsanın ses yolu ses tellerinden ve havayla (veya helyumla) dolu bir rezonatörden oluşur: akciğerler, solunum yolu, kafatası boşlukları. Kablolar zayıf bir ses üretir; rezonatör olmadan bu sesi duyamayabiliriz. Ses yolunun rezonans frekansları hacmine ve şekline bağlıdır. Helyumun yoğunluğu havadan daha düşük olduğundan sesin hızı daha yüksektir (331'e karşı 965 m/s). Gazlardaki sesin frekansı, dalga boyu ve hızı belirli ilişkilerle ilişkilidir. Bunun sonucunda rezonatör konfigürasyonu değişmese de yüksek frekanslar rezonans haline gelir ve sesin genel spektrumu daha yüksek frekans bölgesine kayar. Müzikal açıdan helyum, sesin perdesini değil, tınısını değiştirir. Daha kesin olarak, yükseklik değişir, ancak çok az - esas olarak ses tellerinin gerginliğine bağlıdır ve helyum nefes verirken hava nefes verirken olduğundan biraz farklıdır.

“... yutak, akustik açıdan bakıldığında, belirli bir dalga boyuna (frekansa değil!) ayarlanmış hacimsel bir rezonatördür. Ve eğer bir kişi havayı solursa, belirli bir frekansta bir ses (ses) elde edilir... Ama şimdi hava yerine helyum alırsak, o zaman AYNI DALGA BOYU İÇİN ses hızının yüksek olması nedeniyle farklı bir frekans elde edilecektir - daha yüksek. Ve bir ortamdan diğerine (helyum dolu bir boğazdan normal havaya) geçerken, sesin frekansı artık değişmiyor.”

Yani sevgili okuyucu, bağlar hiçbir şekilde değişmiyor! Her şey bununla ilgili ÇEVRE! Ve sesimizin ana "yapıcısı" rezonanstır.

Site malzemelerinin kullanımına, kaynağa zorunlu referans yapılması koşuluyla izin verilir

Helyum, bir dizi spesifik özelliğe sahip soylu bir gazdır. Ve özellikle, bir kişinin sesini değiştirmenize, onu bir çizgi film karakteri gibi cızırtılı hale getirmenize olanak tanır. Ancak bu neden oluyor ve bu gazın başka hangi özellikleri var? Nefes almak güvenli midir ve olabilir mi? yan etkiler? Bu madde ne kadar araştırıldı ve nerede kullanılıyor?

Helyum birçok şekilde kullanılıyor, bulmanın en kolay yolu onu aktif olarak kullanan balon satıcılarından geçiyor. Bu, hakkında pek çok şey söylenebilecek, iyi çalışılmış bir maddedir.

Helyumun özellikleri

Helyum inert bir gazdır ve bu grubun tüm karakteristik özelliklerine sahiptir. Tipik bir kokusu veya tadı yoktur, renksizdir ve helyum bulutunun görünümü çevredeki havadan farklı olmayacaktır. Elementin yalnızca kendisinde sabit olan bir özelliği vardır - -268,9 santigrat derece sıcaklıkta sıvılaşır, ancak dönüşümü sağlanır. katı hal sıradan dünyevi koşullar altında başarılı olamayacak. Bunu yapmak için yalnızca sıcaklığı 1 K'ye düşürmek değil, aynı zamanda atmosfer basıncını da 25 atmosfere çıkarmak gerekir. Ancak bunun gazın kişinin sesini değiştirme yeteneğiyle hiçbir ilgisi yoktur.

Bu maddenin bir başka özelliği de ele alınan konu çerçevesinde daha ilginç hale gelecektir. Helyum son derece hafif bir gazdır; daha hafif olan tek gaz hidrojendir. Doğada çok yaygındır ve bilinen evrendeki tüm maddelerin yaklaşık yüzde 23'ünü oluşturur. Yıldızlarda nükleer füzyon yoluyla madde yaratılıyor. Bu gaz havadan 7 kat daha az yoğundur Dünya atmosferi, mevcut tüm olanlar arasında ikinci en kolay olanıdır. Önünde sadece hidrojen var.

İlginç gerçek: Helyumu balon satıcıları için ilginç kılan düşük yoğunluktur. İnsanlar balonları bununla doldurarak onlara gökyüzüne doğru yükselme fırsatı sağlıyor. Gaz sayesinde sadece balonlar değil, tüm hava gemileri de gökyüzüne kaldırılabiliyor. Daha az yoğun olan madde yükselme eğilimindedir; bunlar fizik kanunlarıdır.

Gaz sesinizi nasıl değiştirir?

Helyumun etkisi altında ses değişiklikleri konusunu anlamak için, düşük yoğunluğunun gerçeğini dikkate almak ve bir nüansı daha dikkate almak gerekir - bir kişinin sesleri ve konuşmayı nasıl üretmeyi başardığı. İnsan sesi de dahil olmak üzere her türlü ses bir titreşimdir. İnsan konuşmasında ise bu sesler, gırtlakta yer alan ses tellerinin hareketi ile üretilir. Sesin tınısı titreşimlerin frekansından oluşur, bu gösterge ne kadar yüksek olursa ses de o kadar yüksek olur.

İlginç:

Deniz tutması neden oluşur? Sebepler, ondan nasıl kurtulacağınız, fotoğraflar ve videolar

Normal bir hava ortamında kişinin sesi tanıdık kalır, sesler standart bir şekilde üretilip iletilir. Ancak çevresel göstergeler değişirse, ses de önemli veya önemsiz bir şekilde değişebilir. Bazı insanlar yoğun siste bile ortamdaki nem değiştiğinde seslerin biraz farklı çıkabileceğini belirtiyor. Ve bu öznel bir görüş değil. İnert bir gaz solunduğunda ses telleri sıkıştırılır ve titreşimlerinin sıklığı önemli ölçüde artar. Salınım frekansı arttıkça ses de değişir, daha tiz ve komik hale gelir.

Tam tersi etki yapan bir madde var. Kükürt florürü soluduğunuzda ses daha alçak duyulacak, kadın sesi erkek bası gibi algılanacaktır. Bu ağır gazlardan biridir, yoğunluğu havanınkinden 5 kat daha fazladır.

Helyum güvenli midir?

İÇİNDE Genel taslak Helyumun solunması, yalnızca onu değil, aynı zamanda sıradan havayı da solursanız ve eğlenceye özel bir şevkle kendinizi şımartmazsanız, nispeten güvenli bir eğlence olarak düşünülebilir. Aksi halde oksijen açlığı yaşayabilirsiniz. Bunun ilk belirtileri mide bulantısı, baş dönmesi, baş ağrısı ve nefes alma problemleridir. Ayrıca bunu düzenli olarak yapmamalısınız çünkü ses tellerine zarar verme riski vardır. Bunlara dikkat edilmelidir; bu bölgedeki hasar geri döndürülemez olabilir, sesi bozabilir veya konuşmayı imkansız hale getirebilir. İnsan ses aygıtı oldukça hassastır.