Почему меняется голос при вдыхании гелия: научное объяснение

[admin]

Почему ваш голос меняется, когда вы вдыхаете гелий?

Трюк с вечеринок и праздников с использованием инертного газа – гелия, кажется, стар как мир. Его суть заключается в том, что, набрав на вдохе в легкие гелия (стандартно это делается при вдохе содержимого воздушного шарика, заправленного этим легким газом, из-за этого шутки в подавляющем большинстве случаев происходят на вечеринках – там обычно присутствуют праздничные шарики), вы начинаете говорить забавным писклявым голосом, словно персонаж из мультфильма.

 

Детям и даже взрослым это кажется забавным, поэтому, когда украшаешь комнату воздушными шарами, устоять от соблазна практически невозможно. Однако задумывались ли вы когда-нибудь, почему вдыхание гелия так резко меняет ваш голос? Некоторые считают, что непосредственно газ и увеличивает высоту голоса, но это не совсем так. Это гораздо более сложный процесс, где гелий лишь влияет на «тембр», но не является единственным «виновником» смешного звучания.

 

Чтобы человек мог издавать звуки, воздух должен выходить из легких через гортань и, производя изменения в голосовых связках и голосовых путях, создавать голос

 

Чтобы понять механизм влияния гелия на голос, вы должны сначала узнать, как тело создает звук.

 

Когда мы говорим, воздух выходит из наших легких и проходит через гортань. Именно там он вступает в контакт с голосовыми связками – органом, также известным как «голосовые складки», который обладает складками тканей, выступающими в его полость, связками, мышцами и слизистой оболочкой. Связки имеют свойство растягиваться поперек гортани. Когда воздух попадает на нижнюю сторону, голосовые связки начинают вибрировать. Эта вибрация возбуждает молекулы воздуха, присутствующие в голосовом тракте, и создает резонансные частоты.

 

Вибрации голосовых связок влияют на высоту тона, а вибрация воздуха – на тембр, который является воспринимаемым качеством звука, отличающим его от других звуковых явлений. И наконец, манипулирование голосовым трактом путем перемещения губ и языка создает различные резонансные частоты. Это то, что помогает вам издавать такие звуки, как «ах» и «ох» и многие другие. В конце концов, когда наш голос покидает уста, он выходит в виде волн.

 

Итак, что происходит, когда мы вдыхаем гелий?

Как вы уже поняли, для того чтобы создать неповторимый звук вашего голоса, необходимо проделать различные манипуляции и создать вибрацию воздушного потока при колебании голосовых связок. Однако звуки, которые люди извлекают речевым аппаратом, могут отличаться от тех звуков, которые вы услышите в итоге.

В чем дело? Все дело в среде, в которой вы извлекаете звук. Она, среда, очень серьезно может влиять на него. Например, типичная комната заполнена приблизительно 0,038% углекислого газа, 0,93% аргона, 20,95% кислорода, 78,08% азота и другими газами в небольших количествах.

 

Азот, который является наиболее распространенным элементом воздуха, которым мы дышим, в семь раз плотнее гелия, а это значит, что звуковые волны проходят через гелий гораздо быстрее, потому что он значительно легче воздуха.

 

Например, если температура в помещении составляет 20 °С, звук будет распространяться по воздуху со скоростью 344 метра в секунду. Однако если помещение наполнить гелием, то тот же звук будет распространяться со скоростью уже 927 метров в секунду, то есть значительно быстрее. Таким образом, вдыхая гелий, вы фактически изменяете молекулярный состав воздуха, присутствующий в вашем голосовом тракте. Отсюда звук вашего голоса распространяется намного быстрее, чем обычно.

 

Иными словами, можно сказать так:

Частота колебаний связок зависит от плотности окружающей среды.

 

Как уже упоминалось выше, гелий не изменяет высоту тона, но влияет на тембр вашего голоса. Когда звук быстро проходит через молекулы гелия, он также изменяет резонанс голосового тракта, который становится менее чувствительным к низкочастотным звукам и более чувствительным к высокочастотным. И еще, при вдыхании гелия голосовые связки немного сжимаются, что также повышает частоту их колебаний.

 

В результате голос звучит как будто вы – Дональд Дак.

 

Опасно ли для здоровья дышать гелием?

Конечно, опасно!

 

Вдыхание гелия нарушает дыхание. Поскольку вы не дышите нормальным воздухом, ваши легкие не получают достаточного количества кислорода, что может привести к удушью (если вы в течение нескольких минут будете дышать этим или любыми другими газами в чистом виде). При вдыхании гелия, если у вас начинает кружиться голова, вы должны немедленно прекратить опасные эксперименты!

 

Кроме того, никогда не вдыхайте гелий из баллонов под давлением. Они имеют настолько высокую скорость потока, что это может привести к разрыву легких. Вдыхание большой массы газа за раз может также привести к припадку, инсульту и даже смерти!