Запитання вченому: Чому гелій спотворює голос? Чому від гелію голос змінюється? Повітряна кулька, голос… що спільного.

Гелій – другий за поширеністю хімічний елемент у всесвіті після водню. Однак серед любителів "приколюватися" цей інертний газ, безумовно, утримує пальму першості. І не дивно: одна затяжка гелієм – і вам у час озвучувати Дональда Дака.

Гелій відноситься до групи інертних газів, а значить, має певний ступінь наркотичного впливу. Не знали? Нічого страшного! За цим показником гелій поступається решті шляхетних газів, так що людині, яка вирішила їм надихатися, не випробувати звикання. А от порадувати компанію за допомогою цього газу дуже навіть можна.

Усім цікаво, чому від гелію змінюється голос. Все просто: під час вступу всередину газ впливає на голосові зв'язки, змушуючи їх стискатися. Результат - тоненький "мишачий" голосок. А якщо бути точним, то вся справа у природі та властивостях голосу.

Гелій, безумовно, "найвеселіший" у світі інертний газ

Людський голос – це звукові хвилі, створювані коливанням голосових зв'язок. Щільність гелію перевищує щільність повітря, яким ми зазвичай дихаємо. Тембр голосу безпосередньо залежить від цієї щільності, а частота коливань зв'язок визначає висоту звуку, що видається. Тепер зрозуміло, чому від гелію змінюється голос?

Повітряна кулька, голос… що спільного?

Історія не зберегла імені першої людини, що надихалася гелієм і заговорила кумедним голосом. Але його вірні послідовники не дають згаснути традиції та продовжують веселити всіх довкола. Все, що для цього потрібно – повітряна кулька, голос та трохи фантазії.

Повітряна кулька з гелієм оживить навіть найнуднішу вечірку

Розвага досить безпечна, якщо не зловживати. Гелій – інертний газ без смаку та запаху. Тому людину, що надихалася гелієм, можна розпізнати лише за голосом. А ось чому гелій змінює голос у момент «розпізнавання» думати ніхто не буде - аж надто привабливе це уявлення!

Щільність гелію майже в 7 разів менша, ніж звичайного повітря. При вдиханні цього інертного газу голосові зв'язки збільшується частота їх коливання, і голос звучить у підвищеній тональності. Звуки, що видаються, комусь нагадують голос персонажа мультфільмів, а комусь – писк миші або мова немовляти. Але, у будь-якому випадку, оточуючим стає .

А ось після вдихання фториду сірки – важкого газу, який у 5 разів навіть дівчата починають говорити низьким басом.

Чи є вдихання гелію безпечним?

Загалом вважається досить безпечним, оскільки разом із газом в організм людини потрапляє кисень. Крім того, розпізнати людину, що надихалася гелієм, важко, хіба що за винятком моменту, коли вона почне щось говорити.

Та й сам газ визначити неможливо - він не має ні запаху, ні смаку. Проте від гелію можуть виникнути деякі побічні явища.

У деяких людей можуть виникнути ознаки кисневого голодування, такі як запаморочення, біль голови, утруднене дихання, нудота. Голосові зв'язки при вдиханні гелію коливаються з вищою частотою, що викликає бажаний ефект, проте в результаті їх можна пошкодити, причому цей процес вважається необоротним.

Глибокі та часті вдихи цього інертного газу здатні спровокувати виникнення гелієвих бульбашок у крові. Після досягнення ними мозку вони можуть викликати інсульт і навіть призвести до смерті.

Може виявитися небезпечним і нормальне перенасичення легень гелієм, коли вміст кисню в організмі людини буде значно знижено.

Ось ще цікавий факт: якщо людину на якийсь час помістити в камеру, яка наповнена тільки гелієм, через деякий час той задихнеться. Це з тим, що у такому газі міститься лише кілька десятих відсотка кисню.

На додаток до цього можна додати, що пустощі з гелієм особливо небезпечне для вагітних жінок, причому не тільки для майбутньої мами, але і для її малюка. А тому найкраще просто помилуватися легкими кульками, не намагаючись вдихати газ, що міститься в них.

Вирішивши спробувати на собі дію звеселяючого газу, не вдихайте за один раз велику кількість гелію. Краще зробіть кілька невеликих вдихів, а коли дія газу пройде, спробуйте ще раз, тільки не переборщите, адже здоров'я та життя – найголовніше.

Багато хто намагався вдихати гелій з повітряних куль і розмовляти незвичайним, кумедним голосом або спостерігали, як це роблять знайомі. Людський голос при цьому стає вищим, тоншим і нагадує дитячий. Чому гелій так впливає на голос, і чи є речовини, які мають зворотний ефект?

Гелієві кулі продаються у будь-якому магазині святкової атрибутики. Вони легші за повітряні кулі, надуті звичайним повітрям, а якщо їх відпустити, то вони полетять високо в небо. А от якщо розв'язати мотузку і вдихнути гелію в легені, то на видиху виходить дуже кумедний голос.

Звуки, які вимовляє людина, виникають у результаті вібрації голосових зв'язок. Наші зв'язки пружно вібрують у повітрі, щільність якого за 20 градусів становить близько 1,2 кг/м 3 . Гелій - це інертний газ без кольору та запаху, щільність якого у кілька разів нижча, ніж у повітря. При такій температурі щільність гелію становить всього 0,18 кг/м 3 . Менш щільний у порівнянні з повітрям газ не чинить достатнього опору, голосові зв'язки вібрують з більшою частотою і голос стає вищим.

Але такий чудовий ефект, як з'ясувалося, спостерігається не у всіх людей. У деяких жінок, які мають від природи високий голос, вдихання гелію майже нічого не змінює.

Цілком природно виникає питання, а чи не шкідливо розважатися таким чином? Звичайно, дихати гелієм – це неприродно для людини. Сам газ хімічно інертний, тобто за звичайних умов він не вступає в хімічні реакціїз оточуючими речовинами та не утворює стійких сполук. На цьому ґрунтується думка про те, що вдихати гелій – невинна розвага. Але дихати цим газом безпечно лише у невеликих кількостях. Тривале вдихання гелію замість нормального повітря призведе до того, що організм почне відчувати нестачу кисню, що може закінчитися негаразд весело, як починалося.

А ось після вдихання іншого газу – фториду сірки – можна спостерігати зворотний ефект. Цей газ дуже щільний, в 5 разів щільніший за звичайне повітря. При його вдиханні голосові зв'язки вібрують із меншою частотою, а голос стає низьким та грубим, навіть у юних дівчат, які мають від природи високий голос.

Гелій – це благородний газ, який має цілу низку специфічних властивостей. І зокрема, він дозволяє змінювати голос людини, роблячи його писклявим, немов у героїв мультфільмів. Однак чому це відбувається, і які ще властивості має цей газ? Чи безпечно його вдихати, і чи можуть бути побічні ефекти? Наскільки вивчено цю речовину, де її застосовують?

Гелій використовується в багатьох напрямках, найпростіше знайти його у продавців повітряних куль, які активно користуються ним. Це добре вивчена речовина, про яку можна розповісти досить багато.

Особливості гелію

Гелій являє собою інертний газ і має всі особливості, характерні для цієї групи. У нього немає типового запаху або смаку, він безбарвний, хмара гелію нічим не відрізнятиметься зовні від навколишнього повітря. Елемент має особливість, що фіксується тільки у нього – при температурі -268.9 градусів Цельсія він зріджується, проте домогтися його перетворення на твердий станза звичайних земних умов не вдасться. Для цього потрібно не лише знизити температури до 1 К, а й збільшити атмосферний тиск до 25 атмосфер. Але це ніяк не стосується здатності газу змінювати голос людини.

Інша особливість цієї речовини виявиться більш цікавою в рамках питання, що розглядається. Гелій – це виключно легкий газ, легше за нього тільки водень. Він дуже поширений у природі, становлячи приблизно 23 відсотки від усіх речовин у відомій людині Всесвіту. Речовина народжується у зірках при ядерному синтезі. Цей газ у 7 разів менш щільний, ніж повітря земної атмосфери, будучи другим за легкістю серед усіх існуючих. Випереджає його лише водень.

Цікавий факт:саме низька щільність робить гелій цікавим для продавців повітряних кульок. Наповнюючи їм повітряні кулі, люди забезпечують їм можливість прямувати нагору, в небо. Піднімати в небо завдяки газу можна не лише кулі, а й цілі дирижаблі. Менш щільна речовина прагне вгору, такі закони фізики.

Як газу вдається змінити голос?

Щоб розібратися у питанні зміни голосу під впливом гелію, необхідно врахувати факт його низької щільності та розглянути ще один нюанс – як людині вдається видавати звуки, мова. Звук будь-якого типу, включаючи голос людини, – це коливання. Що ж до людської мови – ці звуки виробляються під час руху голосових зв'язок, які у гортані. Тембр голосу формується частотою коливань, що цей показник вищий, то вищий і голос.

Цікаво:

Чому виникає морська хвороба? Причини, як позбутися, фото та відео

У звичайному повітряному середовищі голос людини залишається звичним, звуки виробляються та передаються стандартним чином. Але якщо показники середовища змінюються, то може змінитися і голос – істотним чи несуттєвим чином. Деякі люди відзначають, що голоси можуть звучати дещо інакше навіть у сильний туман при зміні вологості середовища. І це не суб'єктивна думка. При вдиханні інертного газу відбувається стискування голосових зв'язок, частота їх коливань істотно збільшується. При збільшенні частоти коливань змінюється і голос, він стає більш високим, кумедним.

Існує речовина, яка дає зворотний ефект. Якщо вдихнути фторид сірки, голос звучатиме знижено, жіночий голос сприйматиметься як чоловічий бас. Це один із важких газів, його щільність у 5 разів вища, ніж у повітря.

Чи безпечний гелій?

У загальних рисахвдихання гелію можна вважати відносно безпечною забавою, якщо дихати не тільки їм, а й звичайним повітрям, не вдаватися до розваги з особливою старанністю. Адже інакше можна отримати кисневе голодування. Першими ознаками такого є нудота, запаморочення, біль голови, проблеми з диханням. Крім того, не варто робити цього регулярно, оскільки виникає ризик ушкодження голосових зв'язок. Їх необхідно берегти, пошкодження в цій галузі можуть мати незворотний характер, зіпсувавши голос, або ж позбавивши можливості розмовляти. Голосовий апарат людини відрізняється високою чутливістю.

Напевно, кожен з нас знає, що якщо вдихнути трохи газу з гелієвої кульки, то голос стане тоншим і звучатиме смішно. Але чи не кожен зможе відповісти чому від гелію змінюється голос при вдиханні газу?! А все тому що у гелію значно нижча щільність. Голосові зв'язки пружно вібрують у потоці повітря. А оскільки щільність гелію в сім разів нижче повітря, то він набагато менше навантажує зв'язки, через що вони коливаються з більшою частотою і голос стає писклявим і смішним.
Тепер давайте докладніше розглянемо, як і чому від гелію змінюється голос. Механіка голосу людини є дивовижним біологічним явищем. Все починається з того, що повітря через горло потрапляє в легені і потім у вигляді вуглекислого газу залишає легені знову ж таки через горло. Цим можна маніпулювати кількома способами. Наприклад, ви можете випустити повітря, і все, що чути інші, це звук дихання. Якщо ж треба щось сказати — у справу включаються м'язи гортані та голосові зв'язки.

Повітря у ваших легенях підштовхує розслаблення діафрагми. Потім він проходить через вашу трахею і потрапляє в невеликий отвір, що має дві складки шкіри (голосові зв'язки) по обидва боки від неї, у формі літери V. Оскільки м'язи, які керують вашим голосом, напружуються і розслабляються, вони створюють вібрацію шнурів. Коли ці шнури вібрують, вони звільняють імпульси повітря. Напруга у цих м'язах створює відмінності у частоті. Чим вища напруга, тим вища частота і, отже, вищий голос. Ця частота вимірюється в герцах (тобто скільки разів на секунду це повторюється). Наприклад, майже всі людські мовні звуки зазвичай варіюються від 200 герц до 8000 герц.

Вийшовши з голосового вікна, повітря переміщається в область рота, яку можна неофіційно назвати вашим голосовим трактом. Коли ви маніпулюєте своєю мовою, щелепою та губами, ви можете змінювати резонансні частоти, створені вашими голосовими зв'язками, відтворюючи багато різних звуків мови.
Звук, що створюється поточним повітрям на різних частотах і резонансах, створює наш голос. Ще одним фактором, що впливає на крок, є товщина голосових зв'язок. Чим товщі складки шкіри, тим глибший голос і навпаки тонше складки і тонше голос.

Отже, тепер давайте поговоримо про повітря, яке виходить із ваших легенів. Кількість молекул у фіксованому обсязі газу, як і обсяг повітря у легенях, не змінюється з типом газу (за умови, що тиск є досить низьким). Поки температура і тиск однакові, немає значення, чи це гелієм чи повітрям, кількість молекул однакова. Маса цих молекул потім вимірюється атомною вагою. Атомна вага – безрозмірна фізична величина(Тому він працює так добре для газу, який не обов'язково має заданий розмір). Це відношення середньої маси атомів елемента, порівняно з 1/12 маси атома вуглецю-12. Все це в основному означає, що чим вище число, тим важчий газ.
Гелій має атомну вагу 4.002602. Повітря, яке становить приблизно 80% азоту, має різні характеристики залежно від довкілля. Через це його фактичну атомну вагу неможливо точно визначити. Однак, як правило, це приблизно в сім разів важче за гелій.

Отже, чому від гелію змінюється голос при вдиханні газу? Відповідь у тому, як звукові хвилі проходять через цей газ. Чим щільніший або важчий газ, тим повільніше буде звукова хвиля. Гелій набагато легший за повітря. Тоді швидкість звукової хвилі через гелій буде набагато вищою. Тому, вдихаючи гелій і використовуючи його як джерело звуку, що сприймається, ви просто збільшуєте швидкість або частоту голосу. Ви не змінюєте висоту тону, тому що ваші голосові зв'язки вібрують з тією ж швидкістю, що й під час використання повітря. Ви також не змінюєте конфігурацію голосового тракту. Тому, в той час як базова частота акордів залишається незмінною, частота звуку, що чує інші, збільшується через хвилю, що проходить через гелій набагато швидше, ніж через повітря.