Helijum mu mijenja glas. Zašto helijum menja glas? Pjotr Aleksejevič Obrazcov
Zvuk je širenje talasa u elastičnom mediju (gas, tečnost, čvrsta supstanca) i nastaje od vibracija nečega (lenjira stegnutog u škripac, membrane zvučnika, vazduha u cevi, žice, itd.). Što je viša frekvencija vibracije (veći broj vibracija u sekundi), to je jači (tanji) zvuk. Naprotiv, što je frekvencija vibracija niža, zvuk je niži (grublji). Ne čujemo previsok zvuk (ultrazvuk, frekvencije iznad 20 kHz). Ljudsko uho takođe ne može da percipira zvukove koji su preniski (infrazvuk, sa frekvencijom ispod 16 Hz).
Ako udahnete helijum (bolje je duboko izdahnuti prije nego što to učinite), onda ligamenti neće biti u normalnom zračnom okruženju, već u okruženju helijuma. Helijum je veoma lagan gas, koji u normalnim uslovima ima 7 puta manju gustinu od vazduha. U manje gustom okruženju, ligamenti (poput struna, na primjer) vibriraju na višoj frekvenciji. Zamislite da pljeskate rukama u vodi i u vazduhu – kao što je ligamentima lakše da vibriraju u helijumu nego u vazduhu, koji je sedam puta gušći.
Može se pretpostaviti da ako udišete neki plin (naravno bezopasan), čija je gustoća veća od gustine zraka, onda će vaš glas, naprotiv, postati niži.
Takav bezopasan i bezbojan plin postoji i često se koristi u fizičkim demonstracijama. Ovo je sumpor heksafluorid (ili sumpor fluorid (VI), SF 6). Njegova gustina u normalnim uslovima je 5 puta veća od gustine vazduha. Ligamenti u njemu vibriraju manje frekvencije i zbog toga glas postaje grublji.
Napomenimo kao dodatnu informaciju da osim velike gustine, sumpor heksafluorid ima i visok probojni napon (89 kV/cm), odnosno veoma je dobar izolator (ovo je prikazano u videu). Ovo svojstvo se koristi u visokonaponskoj elektrotehnici, a jedno od naziva ovog gasa - SF6 - je skraćenica za "električni gas", koja je data u SSSR-u, gde je ovo svojstvo otkriveno 30-ih godina.
Također je zanimljivo znati koje frekvencije je ljudski glas u stanju proizvesti. Najbolji glasovi su uvježbani, uvježbani pjevački glasovi. Najniži zvukovi su u basu (80 Hz-350 Hz), a najviši u sopranu (do 1400 Hz). Neki pjevači mogu svirati F notu treće oktave (arija Kraljice noći u Mocartovoj operi "Čarobna frula") - 1396,9 Hz, pa čak i notu G treće oktave (arija "Io non chiedo, eterni Dei" za sopran i orkestar, Mozart KV316) - 1568 Hz.
Postoje i nevjerovatni rekordi za udaranje najnižih ili najviših tonova. Tako je najniža nota, praktično nečujna za uho, zabilježena u izvedbi Tima Stormsa iz SAD-a - 8 Hz. Pjevačica Mariah Carey otpjevala je notu do 4. oktave (2093 Hz). 2014. godine u Ukrajini (Kijev) postavljen je nacionalni rekord - pjevačica Svetlana Podyakova dostigla je 5. oktavu! A 2008. godine Adam Lopez je odsvirao notu C-sharpe pete oktave, za koju ne postoji čak ni tipka na klaviru (krajnji desni taster klavira je do 5. oktave) - ovo je više od 4000 Hz!
I to bez helijuma i sumpor heksafluorida!
Mnogi ljudi su pokušali udahnuti helijum iz balona i govoriti neobičnim, smiješnim glasom ili gledati prijatelje kako to rade. Istovremeno, ljudski glas postaje viši, tanji i podsjeća na dječiji glas. Zašto helijum tako deluje na glas i da li postoje supstance koje imaju suprotan efekat?
Baloni s helijumom se prodaju u bilo kojoj prodavnici potrepština za odmor. Lakši su od balona naduvanih običnim vazduhom, a ako se puste, poleteće visoko u nebo. Ali ako odvežete žicu i udahnete helijum u pluća, dobićete vrlo smiješan glas dok izdišete.
Zvukovi koje osoba izgovara nastaju kao rezultat vibracije glasnih žica. Naši ligamenti elastično vibriraju u vazduhu, čija je gustina na 20 stepeni oko 1,2 kg/m3. Helijum je inertan gas, bez boje i mirisa, čija je gustina nekoliko puta manja od gustine vazduha. Na istoj temperaturi, gustina helijuma je samo 0,18 kg/m3. Plin, koji je manje gust od zraka, ne pruža dovoljan otpor, glasne žice vibriraju na višoj frekvenciji i glas postaje viši.
Ali takav čudesan efekat, kako se ispostavilo, nije uočen kod svih ljudi. Za neke žene koje imaju prirodno visok glas, udisanje helijuma ima malu razliku.
Postavlja se sasvim prirodno pitanje: nije li štetno zabavljati se na ovaj način? Naravno, udisanje helijuma je neprirodno za ljude. Sam gas je hemijski inertan, odnosno u normalnim uslovima ne ulazi u hemijske reakcije sa okolnim supstancama i ne stvara stabilna jedinjenja. Ovo je osnova za ideju da je udisanje helijuma bezopasna zabava. Ali bezbedno je udisati ovaj gas samo u malim količinama. Dugotrajno udisanje helijuma umjesto običnog zraka uzrokovat će da tijelu počne nedostajati kisik, što se možda neće završiti tako zabavno kao što je počelo.
Ali nakon udisanja drugog plina - sumpornog fluorida - možete primijetiti suprotan efekat. Ovaj gas je veoma gust, 5 puta gušći od običnog vazduha. Kada se udahne, glasne žice vibriraju nižom frekvencijom, a glas postaje tih i grub, čak i kod mladih djevojaka koje prirodno imaju visok glas.
Čini se da ova tema nema nikakve veze sa vokalom. Verovatnije za hemiju... Ili fiziku... Ili akustiku, kao deo fizike... A ipak uticaj HELIJ(i ne samo on, kao što ćete naučiti iz članka) dalje GLAS pokazuje valjanost gledišta o tome kako nastaje ljudski glas i kojim zakonima se pokorava.
Dakle, prilikom udisanja laganog inertnog plina - helijuma, na primjer, iz balona, glas osobe se potpuno mijenja. Zar još ne znate za ovo? Da, da, neverovatne stvari su u blizini...
Zvuči zaista smiješno! Efekat je toliko zanimljiv da čak ni tako poznate ličnosti kao što su voditelji emisije “Razbijači mitova” na Discovery Channelu nisu prošli. Ali!
Video je na engleskom, ali nema veze, postoji sasvim odgovarajući prevod:
“Obećavam da će biti cool, ali to morate obećati NIKAD Nećete ovo ponoviti kod kuće! UREDU? UREDU! A sada... Svi znaju da će moj glas zvučati više ako udahnem helijum! To je zato što je 6 puta lakši od zraka, što znači da će moje glasne žice vibrirati brže i zbog toga moj glas zvuči mnogo više!
A sada... udahnut ću sumpor heksafluorid, koji je 6 puta teži od zraka, i glas će mi zvučati otprilike ovako...
Moj glas je zvučao mnogo niže...
I dalje se zabavljam!
OVO JE NAUKA !!!»
Radoznala i radoznala osoba bi naravno željela znati ZAŠTO da li se ovo dešava? A na ovo pitanje ima toliko odgovora... Jedan od njih je već dat - moje glasne žice će vibrirati brže... Ali da li je to zaista tako?
Postoje i drugi "razlozi" - razlika u pritisku vazduha i helijuma, "kompresija" glasnih žica, pa čak i činjenica da INERT(!) gas nekako utiče na STRUKTURA glasne žice! Zapanjujuće je!
Ljudi ne znaju fiziku... Nikako...
Ali pravi razlog je prilično jednostavan i nauka ga dugo proučava. Da, pošteno radi, mora se priznati da ligamenti koji rade u mediju ne od zraka, već od helijuma (i, naravno, sumpor heksafluorida) vibriraju malo brže (sporije). Ali samo MALO! A ovaj stepen promjene brzine oscilacija ni na koji način ne može utjecati na glas TAKO MONSTRUOZNO! Glavni faktor je drugačiji.
Zamislite sami, ako bi same glasne žice doživjele bilo kakav utjecaj, tada bi glas mogao biti viši ili niži, ali se njegov tembar ne bi promijenio! Glas bi i dalje bio tu ČOVJEK, iako niže ili više. Ali primećuje se nešto sasvim drugo - NEHUMANOST vote! To je promjena VOLUME u pravcu svog „pinokija“, „crtanost“ izaziva nekontrolisani smeh! Isti efekat se javlja i kada je glas „spušten“ – „demonski“, „monstruozan“, ali u svakom slučaju – nema sličnosti sa ljudskim glasom.
Ali TIMBRE ljudski glas - skup formanata, kako je opisano u članku "Šta su formanti?". Sami formanti su nemogući bez učešća RESONATOR SISTEMI ljudsko tijelo. I ne samo! Više ČOVJEK glas je složeni zvučni val koji se sastoji od istih formanti, ali ne samo da se modificiraju sami formanti, već i njihova pojedinačna lokacija u spektru glasa. Stoga čujemo, iako visok (ili nizak), ali, što je najvažnije, ljudski glas. Promjena OKRUŽENJE, zamjena zraka drugim plinom ne dovodi do promjene konfiguracije rezonatorskih šupljina kao rezultat toga, formanti se ne pomiču jedni u odnosu na druge, već jednostavno mijenjaju svoju frekvenciju. Uho to bilježi kao "vještački" glas.
Ovo je potvrda kako postojanja samog rezonatorskog sistema, tako i njegovog fundamentalnog uticaja na sam fenomen glasa. Pa, da pojasnim proces sa stanovišta fizike... Ako izvolite:
„Ljudski glasni trakt se sastoji od glasnih žica i rezonatora ispunjenog vazduhom (ili helijumom): pluća, respiratorni trakt, lobanjske šupljine. Kablovi stvaraju slab zvuk bez rezonatora, možda ga ne bismo čuli. Rezonantne frekvencije vokalnog trakta zavise od njegovog volumena i oblika. Helijum ima manju gustinu od vazduha, pa je i brzina zvuka u njemu veća (965 m/s naspram 331). Frekvencija, talasna dužina i brzina zvuka u gasovima povezani su određenim odnosima. To rezultira činjenicom da, iako se konfiguracija rezonatora ne mijenja, više frekvencije postaju rezonantne, a cjelokupni spektar glasa se pomjera u područje viših frekvencija. U muzičkom smislu, helijum ne menja visinu glasa, već njegov tembar. Tačnije, visina se mijenja, ali vrlo malo – ovisi uglavnom o napetosti glasnih žica, a pri izdisanju helijuma nešto je drugačije nego pri izdisanju zraka.”
“...ždrelo je, sa akustičke tačke gledišta, volumetrijski rezonator podešen na određenu talasnu dužinu (ne frekvenciju!). A ako osoba udiše vazduh, onda se dobija zvuk (glas) određene frekvencije... Ali ako sada umesto vazduha uzmemo helijum, onda ZA ISTU TALASNU DUŽINU zbog veće brzine zvuka dobiće se drugačija frekvencija - veća. A kada se krećete iz jednog okruženja u drugo (iz grla napunjenog helijumom u normalan zrak), frekvencija zvuka se više ne mijenja.”
Dakle, dragi čitatelju, ligamenti se nikako ne mijenjaju! Sve je u vezi OKOLIŠ! A glavni "graditelj" našeg glasa je rezonancija.
Upotreba materijala sajta je dozvoljena uz obavezno upućivanje na izvor
Gustina helijuma je skoro 7 puta manja od gustoće običnog zraka. Kada glasne žice udišu ovaj inertni gas, njihova frekvencija vibracija se povećava i glas zvuči u većoj visini. Proizvedeni zvuci za neke liče na glas lika iz crtanog filma, a za druge na škripu miša ili govor bebe. Ali, u svakom slučaju, postaje .
Ali nakon udisanja sumpornog fluorida, teškog gasa koji je 5 puta veći, čak i devojke počinju da govore tihim basom.
Da li je udisanje helijuma bezbedno?
Općenito, smatra se prilično sigurnim, jer kisik ulazi u ljudsko tijelo zajedno s plinom. Osim toga, teško je prepoznati osobu koja je udahnula helijum, osim možda u trenutku kada počne nešto da kaže.
A sam plin je nemoguće odrediti - nema ni mirisa ni okusa. Međutim, helij može imati neke nuspojave.
Neki ljudi mogu osjetiti znakove nedostatka kisika, kao što su vrtoglavica, glavobolja, otežano disanje, mučnina. Glasne žice vibriraju na višoj frekvenciji pri udisanju helijuma, što proizvodi željeni efekat, ali se zbog toga mogu oštetiti, što se smatra ireverzibilnim procesom.
Duboki i česti udisaji ovog inertnog plina mogu izazvati stvaranje mjehurića helijuma u krvi. Kada stignu do mozga, mogu izazvati moždani udar, pa čak i biti smrtonosni.
Uobičajena prezasićenost pluća helijumom također se može pokazati nesigurnom, kada je sadržaj kisika u ljudskom tijelu značajno smanjen.
Evo još jedne zanimljive činjenice: ako se osoba privremeno smjesti u komoru koja je napunjena samo helijumom, nakon nekog vremena će se ugušiti. To je zbog činjenice da takav plin sadrži samo nekoliko desetina postotka kisika.
Uz to, možemo dodati da je maženje helijumom posebno opasno za trudnice, ne samo za buduću mamu, već i za njenu bebu. Stoga je najbolje jednostavno se diviti svjetlosnim kuglicama bez pokušaja udisanja plina koji se nalazi u njima.
Ako odlučite da isprobate efekat gasa za smeh na sebi, nemojte udisati veliku količinu helijuma odjednom. Bolje je malo udahnuti, a kada prestane dejstvo gasova, pokušajte ponovo, samo nemojte pretjerivati, jer zdravlje i život su najvažniji.
