Гелий меняет голос. Почему меняется голос от гелия? Пётр Алексеевич Образцов

Звук есть распространение волн в упругой среде (газе, жидкости, твёрдом теле) и рождается от колебаний чего либо (зажатой в тисках линейки, мембраны громкоговорителя, воздуха в трубе, струны и т. д.). Чем больше частота колебаний (больше число колебаний в секунду), тем звук выше (тоньше). Наоборот, чем меньше частота колебаний, тем звук ниже (грубее). Слишком высокий звук (ультразвук, с частотой выше 20 кГц) мы не слышим. Слишком низкий звук (инфразвук, с частотой ниже 16 Гц) человеческое ухо тоже не воспринимает.

Если вдохнуть гелий (перед этим лучше сделать глубокий выдох), то связки будут находиться не в обычной воздушной среде, а в гелиевой. Гелий - это очень лёгкий газ, имеющий в нормальных условиях плотность в 7 раз меньшую, чем у воздуха. В менее плотной среде связки (как и струны, например) колеблются с большей частотой. Представьте, что вы хлопаете в ладоши в воде и в воздухе - вот так же связкам легче колебаться в гелии, чем в воздухе, плотность которого в семь раз больше.

Можно сделать предположение, что если подышать каким-нибудь газом (безвредным, конечно же), плотность которого больше, чем у воздуха, то голос, наоборот, станет ниже.

Такой безопасный и бесцветный газ существует и часто используется в физических демонстрациях. Это гексафторид серы (или фторид серы (VI), SF 6). Его плотность при нормальных условиях в 5 раз выше плотности воздуха. Связки в нём колеблются с меньшей частотой и голос поэтому становится грубее.

Отметим в качестве дополнительной информации, что кроме высокой плотности, гексафторид серы имеет высокое пробивное напряжение (89 кВ/см), т. е. является очень хорошим изолятором (это показано в видеоролике). Это его свойство используется в высоковольтной электротехнике, а одно из названий этого газа - элегаз - есть сокращение от "электрический газ", которое было дано в СССР, где в 30-х годах это его свойство было открыто.

Также интересно знать, какие вообще частоты способен издавать человеческий голос. Лучшими голосами являются тренированные, поставленные певческие голоса. Самые низкие звуки у баса (80 Гц-350 Гц), самые высокие - у сопрано (до 1400 Гц). Некоторые певицы способны взять ноту фа третьей октавы (ария Царицы ночи в опере Моцарта "Волшебная флейта") - 1396,9 Гц и даже ноту соль третьей октавы (ария "Io non chiedo, eterni Dei" для сопрано и оркестра, Моцарт KV316) - 1568 Гц.

Существуют и невероятные рекорды взятия самых низких или самых высоких нот. Так, самая низкая нота, практически не слышная ухом, зафиксирована в исполнении Тима Стормса из США - 8 Гц. Певица Мэрайя Кэри спела ноту до 4-й октавы (2093 Гц). В 2014 году на Украине (в Киеве) был установлен национальный рекорд - певица Светлана Подьякова взяла до 5 октавы! А в 2008 году Адам Лопез взял ноту до-диез пятой октавы, для которой даже нет клавиши на рояле (самая правая клавиша рояля - до 5-й октавы) - это больше 4000 Гц!

И это без всякого гелия и гексафторида серы!

Многие пробовали вдыхать гелий из воздушных шаров и разговаривать необычным, забавным голосом или наблюдали за тем, как это делают знакомые. Человеческий голос при этом становится выше, тоньше и напоминает детский. Почему гелий так воздействует на голос, и есть ли вещества, которые имеют обратный эффект?

Гелиевые шары продаются в любом магазине праздничной атрибутики. Они легче воздушных шаров, надутых обычным воздухом, а если их отпустить, то они улетят высоко в небо. А вот если развязать веревочку и вдохнуть гелия в легкие, то на выдохе получается очень забавный голос.

Звуки, которые произносит человек, возникают в результате вибрации голосовых связок. Наши связки упруго вибрируют в воздухе, плотность которого при 20 градусах составляет около 1,2 кг/м 3 . Гелий - это инертный газ без цвета и запаха, плотность которого в несколько раз ниже, чем у воздуха. При такой же температуре плотность гелия составляет всего 0,18 кг/м 3 . Менее плотный по сравнению с воздухом газ не оказывает достаточного сопротивления, голосовые связки вибрируют с большей частотой и голос становится выше.

Но подобный чудесный эффект, как выяснилось, наблюдается не у всех людей. У некоторых женщин, обладающих от природы высоким голосом, вдыхание гелия почти ничего не меняет.

Вполне естественно возникает вопрос, а не вредно ли развлекаться подобным образом? Конечно, дышать гелием - это неестественно для человека. Сам газ химически инертен, то есть при обычных условиях он не вступает в химические реакции с окружающими веществами и не образует устойчивых соединений. На этом основано мнение о том, что вдыхать гелий - безобидное развлечение. Но дышать этим газом безопасно лишь в небольших количествах. Длительное вдыхание гелия вместо обычного воздуха приведет к тому, что организм начнет испытывать недостаток кислорода, что может закончиться не так весело, как начиналось.

А вот после вдыхания другого газа - фторида серы - можно наблюдать обратный эффект. Этот газ очень плотный, в 5 раз плотнее обычного воздуха. При его вдыхании голосовые связки вибрируют с меньшей частотой, а голос становится низким и грубым, даже у юных девушек, имеющих от природы высокий голос.

Казалось бы, эта тема не имеет к вокалу никакого отношения. Скорее к химии… Или физике… Или акустике, как части физики… И все-таки влияние ГЕЛИЯ (и не только его одного, как вы узнаете из статьи) на ГОЛОС показывает справедливость взгляда на то, как возникает человеческий голос и каким закономерностям подчиняется.

Итак, при вдыхании легкого инертного газа – гелия, например, из воздушных шариков, у человека совершенно изменяется голос. Вы еще не знаете об этом? Да-да, удивительное – рядом…

Звучит, действительно, смешно! Эффект настолько интересный, что мимо не прошли даже такие известные лица, как ведущие передачи «Разрушители мифов» на телеканале «Дискавери». Но!

Ролик на английском языке, но это не страшно, есть вполне подходящий перевод:

«Я обещаю что будет круто, но вы должны пообещать что НИКОГДА не будете повторять это дома! Ладно? Ладно! А сейчас… Все знают, что мой голос будет звучать выше, если я вдохну гелий! Это потому что он в 6 раз легче воздуха, что означает, что мои голосовые связки будут колебаться быстрее, и это заставляет мой голос звучать намного выше!
А сейчас… Подышу гексафторидом серы, который в 6 раз тяжелее воздуха, и голос будет звучать примерно так...
Мой голос звучал намного ниже…
И вообще я до сих пор веселюсь!
ЭТО – НАУКА !!!»

Пытливому и любопытному человеку, естественно, хотелось бы знать, ПОЧЕМУ такое происходит? И вот на этот вопрос каких только ответов не бывает… Один из них уже дан – мои голосовые связки будут колебаться быстрее… Но, так ли это на самом деле?

Встречаются и другие «причины» - разница давлений воздуха и гелия, «сжатие» голосовых связок и даже то, что ИНЕРТНЫЙ (!) газ каким-то образом влияет на само СТРОЕНИЕ голосовых связок! Уму непостижимо!

Вот не знают люди физики… Совсем…

А истинная-то причина вполне проста и давно изучена наукой. Да, справедливости ради нужно признать, что связки, работающие в среде не воздуха, а гелия (и, разумеется, гексафторида серы) колеблются чуть быстрее (медленнее). Но только ЧУТЬ ! И эта степень изменения скорости колебаний уж никаким образом не может повлиять на голос СТОЛЬ ЧУДОВИЩНО ! Основной фактор в другом.

Подумайте сами, ведь если бы какое-либо воздействие испытывали сами голосовые связки, то голос мог бы быть выше или ниже, но при этом не изменился бы его тембр! Голос все равно был бы ЧЕЛОВЕЧЕСКИМ , хоть и более низким или высоким. А наблюдается совсем другое – НЕЧЕЛОВЕЧНОСТЬ голоса! Именно изменение ТЕМБРА в сторону его «буратинности», «мультяшности» вызывает неудержимый смех! Тот же эффект и при «понижении» голоса – «демоничность», «чудовищность», но в любом случае – не наблюдается сходство с голосом человека.

Но ТЕМБР человеческого голоса – набор формант, как об этом рассказано в статье «Что такое форманты?» . Сами же форманты невозможны без участия РЕЗОНАТОРНОЙ СИСТЕМЫ человеческого организма. И не только! Более высокий ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ голос – это сложная звуковая волна, состоящая из тех же формант, но видоизменяются не только сами по себе форманты, а и их индивидуальное расположение в спектре голоса. Поэтому мы слышим хоть и высокий (или низкий), но, главное, человеческий голос. Изменение же СРЕДЫ , замена воздуха на другой газ не приводит к изменению конфигурации резонаторных полостей, как следствие, форманты не сдвигаются относительно друг друга, а просто меняют свою частоту. Слух фиксирует это как «искусственность» голоса.

Вот в этом заключается подтверждение как существования самой резонаторной системы, так и ее основополагающего влияния на сам феномен голоса. Ну а уточнения процесса с точки зрения физики… Извольте:

«Речевой тракт человека состоит из голосовых связок и резонатора, наполненного воздухом (или гелием): легкие, дыхательные пути, черепные полости. Связки генерируют слабый звук, без резонатора мы могли бы его и не услышать. Резонансные частоты голосового тракта зависят от его объема и формы. Гелий имеет меньшую плотность, чем воздух, поэтому скорость звука в нем выше (965 м/с против 331). Частота, длина волны и скорость звука в газах связаны определенными соотношениями. Это приводит к тому, что, хотя конфигурация резонатора не меняется, резонансными становятся более высокие частоты, и общий спектр голоса смещается в область более высоких частот. Выражаясь музыкальными понятиями, гелий меняет не высоту голоса, а его тембр. Точнее, высота меняется, но очень мало – она зависит в основном от натяжения голосовых связок, а при выдыхании гелия оно немного иное, чем при выдыхании воздуха.»

«… глотка - это, с точки зрения акустики, объёмный резонатор, настроенный на определённую длину волны (не частоту!). И если человек дышит воздухом, то получается звук (голос) определённой частоты… Но если теперь вместо воздуха взять гелий, то ДЛЯ ТОЙ ЖЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ из-за более высокой скорости звука получится другая частота - более высокая. А при переходе из одной среды в другую (из заполненной гелием глотки в нормальный воздух) частота звука уже не меняется.»

Так что, уважаемый читатель, никак связки не изменяются! Все дело – в СРЕДЕ ! А главным «строителем» нашего голоса является именно резонанс.

Использование материалов сайта допускается при условии обязательной ссылки на первоисточник

Плотность гелия почти в 7 раз меньше, чем обычного воздуха. При вдыхании этого инертного газа голосовые связки , увеличивается частота их колебания, и голос звучит в повышенной тональности. Издаваемые звуки кому-то напоминают голос персонажа мультфильмов, а кому-то – писк мыши или речь младенца. Но, в любом случае, окружающим становится .

А вот после вдыхания фторида серы – тяжелого газа, который в 5 раз , даже девушки начинают говорить низким басом.

Является ли вдыхание гелия безопасным?

В целом, считается достаточно безопасным, поскольку вместе с газом в организм человека попадает кислород. Кроме того, распознать надышавшегося гелием человека трудно, разве что за исключением момента, когда он начнет что-то говорить.

Да и сам газ определить невозможно - он не обладает ни запахом, ни вкусом. Тем не менее, от гелия могут появиться некоторые побочные явления.

У некоторых людей могут возникнуть признаки кислородного голодания, такие как головокружение, головная боль, затрудненное дыхание, тошнота. Голосовые связки при вдыхании гелия колеблются с более высокой частотой, что вызывает желаемый эффект, однако в результате их можно повредить, причем этот процесс считается необратимым.

Глубокие и частые вдохи этого инертного газа способны спровоцировать возникновение гелиевых пузырьков в крови. По достижении ими мозга они могут вызвать инсульт и даже привести к летальному исходу.

Может оказаться небезопасным и обычное перенасыщение легких гелием, когда содержание кислорода в организме человека будет существенно понижено.

Вот еще интересный факт: если человека на время поместить в камеру, которая наполнена только гелием, через некоторое время тот задохнется. Это связано с тем, что в таком газе содержится только пара десятых процента кислорода.

В дополнение к этому можно добавить, что баловство с гелием особенно опасно для беременных женщин, причем не только для будущей мамы, но и для ее малыша. А потому лучше всего просто полюбоваться легкими шариками, не пытаясь вдыхать газ, содержащийся в них.

Решив попробовать на себе действие «веселящего газа», не вдыхайте за один раз большое количество гелия. Лучше сделайте несколько небольших вдохов, а когда действие газа пройдет, попробуйте еще раз, только не переборщите, ведь здоровье и жизнь – самое главное.