Hélium megváltoztatja a hangját. Miért változtatja meg a hélium a hangot? Pjotr Alekszejevics Obrazcov
A hang a hullámok terjedése rugalmas közegben (gáz, folyadék, szilárd anyag), és valami rezgéseiből születik (satuba szorított vonalzó, hangszóró membrán, levegő csőben, húrban stb.). Minél nagyobb a rezgési frekvencia (minél nagyobb a rezgések száma másodpercenként), annál magasabb (vékonyabb) a hang. Éppen ellenkezőleg, minél alacsonyabb a rezgési frekvencia, annál alacsonyabb (durvább) a hang. Nem hallunk túl magas hangot (ultrahang, 20 kHz feletti frekvenciával). Az emberi fül a túl alacsony hangokat sem érzékeli (infrahang, 16 Hz alatti frekvenciával).
Ha belélegzi a héliumot (jobb, ha mélyen kilélegzi ezt megelőzően), akkor a szalagok nem normál légkörben lesznek, hanem hélium környezetben. A hélium nagyon könnyű gáz, amelynek sűrűsége normál körülmények között hétszer kisebb, mint a levegőé. Kevésbé sűrű környezetben a szalagok (például a húrok) magasabb frekvencián rezegnek. Képzeld el, ahogy tapsolnak a kezed a vízben és a levegőben – ahogyan a szalagok könnyebben rezegnek héliumban, mint a hétszer sűrűbb levegőben.
Feltételezhető, hogy ha belélegzik valamilyen gázt (természetesen ártalmatlan), amelynek sűrűsége nagyobb, mint a levegőé, akkor a hangja éppen ellenkezőleg, alacsonyabb lesz.
Ilyen ártalmatlan és színtelen gáz létezik, és gyakran használják fizikai bemutatókban. Ez a kén-hexafluorid (vagy kén-fluorid (VI), SF 6). Sűrűsége normál körülmények között 5-ször nagyobb, mint a levegő sűrűsége. A benne lévő szalagok kisebb frekvenciával rezegnek, ezért a hang durvább lesz.
További információként jegyezzük meg, hogy a kén-hexafluorid a nagy sűrűsége mellett nagy áttörési feszültséggel (89 kV/cm) rendelkezik, azaz nagyon jó szigetelő (ez látható a videón). Ezt a tulajdonságot a nagyfeszültségű elektrotechnikában használják, és ennek a gáznak az egyik neve - SF6 - az "elektromos gáz" rövidítése, amelyet a Szovjetunióban adtak, ahol ezt a tulajdonságot a 30-as években fedezték fel.
Az is érdekes, hogy az emberi hang milyen frekvenciákat képes előállítani. A legjobb hangok képzett, betanított énekhangok. A legalacsonyabb hangok a basszusban (80 Hz-350 Hz), a legmagasabbak a szopránban (1400 Hz-ig). Egyes énekesek képesek lejátszani a harmadik oktáv F hangját (Az éj királynője áriája Mozart "A varázsfuvola" című operájában) - 1396,9 Hz, sőt a harmadik oktáv G hangját is (ária "Io non chiedo, eterni") Dei" szopránra és zenekarra, Mozart KV316) - 1568 Hz.
A legalacsonyabb vagy legmagasabb hangok eltalálására is hihetetlen rekordok születnek. Így a fül által gyakorlatilag nem hallható legalacsonyabb hangot az amerikai Tim Storms előadásában rögzítették - 8 Hz. Mariah Carey énekesnő 4. oktávig (2093 Hz) énekelt egy hangot. 2014-ben országos rekordot állítottak fel Ukrajnában (Kijev) - Svetlana Podyakova énekesnő elérte az 5. oktávot! 2008-ban pedig Adam Lopez az ötödik oktáv C-sharp hangját játszotta, amelyhez még billentyű sincs a zongorán (a zongora jobb szélső billentyűje az 5. oktávig van) - ez több mint 4000 Hz!
És ez minden hélium és kén-hexafluorid nélkül!
Sokan megpróbálták belélegezni a héliumot léggömbökből, és szokatlan, vicces hangon beszélni, vagy nézni, ahogy a barátok csinálják. Ugyanakkor az emberi hang felemelkedik, vékonyabbá válik, és a gyermek hangjához hasonlít. Miért van ilyen hatással a hélium a hangra, és vannak-e olyan anyagok, amelyek ellenkező hatást fejtenek ki?
A hélium léggömböket bármely üdülési kellékboltban értékesítik. Könnyebbek, mint a közönséges levegővel felfújt léggömbök, és ha elengedik őket, magasra repülnek az égbe. De ha kioldod a madzagot és héliumot szívsz be a tüdődbe, nagyon vicces hangot kapsz a kilégzéskor.
A hangok, amelyeket egy személy kiejt, a hangszálak rezgésének eredményeként keletkeznek. Szalagszalagjaink rugalmasan rezegnek a levegőben, melynek sűrűsége 20 fokon kb. 1,2 kg/m3. A hélium inert gáz, színtelen és szagtalan, sűrűsége többszöröse a levegőének. Ugyanezen a hőmérsékleten a hélium sűrűsége mindössze 0,18 kg/m3. A levegőnél kisebb sűrűségű gáz nem biztosít kellő ellenállást, a hangszálak magasabb frekvencián rezegnek, a hang pedig magasabb lesz.
De ilyen csodálatos hatás, mint kiderült, nem minden embernél figyelhető meg. Egyes nőknél, akiknek természetesen magas hangja van, a hélium belélegzése nem sok különbséget jelent.
Teljesen természetesen felmerül a kérdés: nem káros így szórakozni? Természetesen a hélium belélegzése természetellenes az ember számára. Maga a gáz kémiailag inert, azaz normál körülmények között nem lép kémiai reakcióba a környező anyagokkal, és nem képez stabil vegyületeket. Ez az alapja annak az elképzelésnek, hogy a hélium belélegzése ártalmatlan szórakozás. De ezt a gázt csak kis mennyiségben lehet biztonságosan belélegezni. Ha héliumot lélegzünk be a szokásos levegő helyett, akkor a szervezet oxigénhiányt okoz, aminek nem biztos, hogy olyan szórakoztató vége lesz, mint amilyennek elkezdődött.
De egy másik gáz - kén-fluorid - belélegzése után az ellenkező hatást figyelheti meg. Ez a gáz nagyon sűrű, ötször sűrűbb, mint a közönséges levegő. Belégzéskor a hangszálak alacsonyabb frekvencián rezegnek, és a hang halk és érdes lesz, még azoknál a fiatal lányoknál is, akiknek természetesen magas a hangjuk.
Úgy tűnik, hogy ennek a témának semmi köze az énekhez. Valószínűbb a kémia... Vagy a fizika... Vagy az akusztika, mint a fizika része... És mégis a hatás HÉLIUM(és nem csak ő, ahogy a cikkből megtudhatja) tovább HANG megmutatja annak a nézetnek az érvényességét, hogy hogyan keletkezik az emberi hang, és milyen törvényeknek engedelmeskedik.
Tehát, amikor könnyű inert gázt - például héliumot - belélegzik léggömbökből, az ember hangja teljesen megváltozik. Nem tudsz még erről? Igen, igen, csodálatos dolgok vannak a közelben...
Nagyon viccesen hangzik! A hatás annyira érdekes, hogy még olyan híres emberek sem mentek el mellette, mint a Discovery Channel „MythBusters” című műsorának házigazdái. De!
A videó angol, de nem ijesztő, van egy teljesen megfelelő fordítás:
„Ígérem, klassz lesz, de ezt meg kell ígérned SOHA Ezt otthon nem fogod megismételni! RENDBEN? RENDBEN! És most... Mindenki tudja, hogy ha héliumot szívok be, a hangom magasabb lesz! Ez azért van, mert 6-szor könnyebb, mint a levegő, ami azt jelenti, hogy a hangszálaim gyorsabban fognak rezegni, és ettől a hangom sokkal magasabban szól!
És most... belélegzem a kén-hexafluoridot, ami hatszor nehezebb a levegőnél, és a hangom valahogy így fog szólni...
A hangom sokkal halkabban csengett...
És még mindig jól szórakozom!
EZ A TUDOMÁNY !!!»
Egy érdeklődő és kíváncsi ember természetesen szeretné tudni MIÉRT ez történik? És erre a kérdésre annyi válasz van... Az egyiket már megadták - a hangszálaim gyorsabban fognak rezegni... De tényleg így van?
Vannak más „okok” is - a levegő és a hélium nyomásának különbsége, a hangszalagok „összenyomódása”, sőt még az is, hogy INERT(!) gáz valahogy befolyásolja a SZERKEZET hangszalagok! Elképesztő!
Az emberek nem ismerik a fizikát... Egyáltalán nem...
De az igazi ok meglehetősen egyszerű, és a tudomány régóta tanulmányozta. Igen, az igazság kedvéért el kell ismerni, hogy a nem levegő, hanem hélium (és persze kén-hexafluorid) közegben működő szalagok kicsit gyorsabban (lassabban) rezegnek. De csak EGY KIS! És az oszcillációk sebességének ilyen mértékű változása semmilyen módon nem befolyásolhatja a hangot OLYAN SZÖRNYES! A fő tényező más.
Gondoljon bele, ha maguk a hangszálak bármilyen hatást tapasztalnának, akkor a hang lehet magasabb vagy alacsonyabb, de a hangszíne nem változna! A hang még mindig ott lenne EMBERI, bár alacsonyabb vagy magasabb. De valami egészen más figyelhető meg - EMBERTELENSÉG szavazás! Ez a változás HANGERŐ„pinokkiója” irányában „rajzfilmszerűsége” fékezhetetlen nevetést okoz! Ugyanez a hatás jelentkezik, amikor a hang „lehalkított” – „démoni”, „szörnyű”, de semmi esetre sem hasonlít az emberi hangra.
De TIMBRE emberi hang - formánsok halmaza, a cikkben leírtak szerint – Mik azok a formánsok?. Maguk a formánsok lehetetlenek részvétel nélkül REZONÁTOR RENDSZEREK emberi test. És nem csak! Magasabb EMBERI a hang egy összetett hanghullám, amely azonos formánsokból áll, de nemcsak maguk a formánsok módosulnak, hanem egyéni elhelyezkedésük is a hang spektrumában. Ezért hallunk, bár magas (vagy alacsony), de ami a legfontosabb, emberi hangot. változás KÖRNYEZETEK, a levegő más gázzal való helyettesítése nem vezet a rezonátorüregek konfigurációjának megváltozásához, ennek eredményeként a formánsok nem tolódnak el egymáshoz képest, hanem egyszerűen megváltoztatják frekvenciájukat. A meghallgatás ezt „mesterséges” hangként rögzíti.
Ez megerősíti mind magának a rezonátorrendszernek a létezését, mind pedig magára a hangjelenségre gyakorolt alapvető hatását. Nos, hogy tisztázzuk a folyamatot a fizika szemszögéből... Ha kérem:
„Az emberi hangrendszer hangszálakból és levegővel (vagy héliummal) töltött rezonátorból áll: tüdőből, légutakból, koponyaüregekből. A zsinórok gyenge hangot adnak ki, rezonátor nélkül előfordulhat, hogy nem halljuk. A hangcsatorna rezonanciafrekvenciái annak térfogatától és alakjától függenek. A hélium sűrűsége kisebb, mint a levegő, így a hangsebesség is nagyobb benne (965 m/s versus 331). A gázokban a hang frekvenciája, hullámhossza és sebessége bizonyos összefüggésekkel függ össze. Ez azt eredményezi, hogy bár a rezonátor konfigurációja nem változik, a magasabb frekvenciák rezonánssá válnak, és a hang teljes spektruma a magasabb frekvencia tartományba tolódik el. Zenei értelemben a hélium nem a hang magasságát, hanem a hangszínét változtatja meg. Pontosabban a magasság változik, de nagyon keveset - ez elsősorban a hangszalagok feszültségétől függ, és hélium kilégzéskor kissé eltér, mint a levegő kilégzésekor.
„... a garat akusztikai szempontból egy bizonyos hullámhosszra (nem frekvenciára!) hangolt térfogati rezonátor. És ha az ember levegőt lélegzik, akkor egy bizonyos frekvenciájú hang (hang) keletkezik... De ha most levegő helyett héliumot veszünk, akkor UGYANAZON HULLÁMHOSSZON a nagyobb hangsebesség miatt más frekvenciát kapunk - magasabbat. És amikor egyik környezetből a másikba kerülünk (a héliummal teli torokból a normál levegőbe), a hang frekvenciája már nem változik.”
Szóval kedves olvasó, a szalagok semmiképpen sem változnak! Minden arról szól KÖRNYEZET! Hangunk fő „építője” pedig a rezonancia.
A helyszíni anyagok felhasználása a forrásra való kötelező hivatkozás mellett megengedett
A hélium sűrűsége csaknem hétszer kisebb, mint a közönséges levegőé. Ha ezt az inert gázt a hangszálak belélegzik, rezgési frekvenciájuk megnő, és a hang magasabb hangmagassággal szól. Az előállított hangok egyesek számára egy rajzfilmfigura hangjára, mások számára pedig egy egér csikorgására vagy egy baba beszédére emlékeztetnek. De mindenesetre azzá válik.
De miután belélegzik a kén-fluoridot, egy nehéz gázt, amely ötször nagyobb, még a lányok is halk basszushangon kezdenek beszélni.
Biztonságos a hélium belélegzése?
Általában meglehetősen biztonságosnak tekinthető, mivel az oxigén a gázzal együtt bejut az emberi szervezetbe. Ezenkívül nehéz felismerni azt a személyt, aki héliumot lélegzett be, kivéve talán azt a pillanatot, amikor elkezd mondani valamit.
És magát a gázt nem lehet meghatározni - nincs se szaga, se íze. A héliumnak azonban lehetnek mellékhatásai.
Néhány embernél az oxigénhiány jelei jelentkezhetnek, például szédülés, fejfájás, légzési nehézség, hányinger. A hangszálak a hélium belégzésekor magasabb frekvencián rezegnek, ami a kívánt hatást kiváltja, de ennek következtében megsérülhetnek, ez a folyamat visszafordíthatatlannak tekinthető.
Ennek az inert gáznak a mély és gyakori belélegzése héliumbuborékok képződését idézheti elő a vérben. Amint elérik az agyat, agyvérzést okozhatnak, és akár végzetesek is lehetnek.
A tüdő héliummal való szokásos túltelítése is veszélytelennek bizonyulhat, amikor az emberi szervezet oxigéntartalma jelentősen csökken.
Még egy érdekesség: ha egy embert ideiglenesen csak héliummal töltött kamrába helyeznek, egy idő után megfullad. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy egy ilyen gáz csak néhány tized százalék oxigént tartalmaz.
Ehhez még hozzátehetjük, hogy a héliummal való kényeztetés különösen veszélyes a kismamákra, nemcsak a kismamára, hanem a babájára is. Ezért a legjobb, ha egyszerűen megcsodálod a fénygolyókat anélkül, hogy megpróbálnád belélegezni a bennük lévő gázt.
Ha úgy dönt, hogy kipróbálja magán a nevetőgáz hatását, ne lélegezzen be egyszerre nagy mennyiségű héliumot. Jobb, ha veszünk néhány kis levegőt, és amikor a gáz hatása elmúlik, próbálkozunk újra, csak ne essünk túlzásba, mert az egészség és az élet a legfontosabb.
