Elio cambia voce. Perché l'elio cambia la voce? Pyotr Alekseevich Obraztsov

Il suono è la propagazione delle onde in un mezzo elastico (gas, liquido, solido) e nasce dalle vibrazioni di qualcosa (un righello stretto in una morsa, la membrana di un altoparlante, l'aria in un tubo, una corda, ecc.). Maggiore è la frequenza di vibrazione (maggiore è il numero di vibrazioni al secondo), più alto (più sottile) è il suono. Al contrario, più bassa è la frequenza di vibrazione, più basso (più ruvido) sarà il suono. Non possiamo sentire un suono troppo alto (ultrasuoni, con una frequenza superiore a 20 kHz). L'orecchio umano inoltre non è in grado di percepire suoni troppo bassi (infrasuoni, con frequenza inferiore a 16 Hz).

Se inali l'elio (è meglio espirare profondamente prima di farlo), i legamenti non si troveranno in un normale ambiente aereo, ma in un ambiente di elio. L'elio è un gas molto leggero, che in condizioni normali ha una densità 7 volte inferiore a quella dell'aria. In un ambiente meno denso, i legamenti (come le corde, ad esempio) vibrano a una frequenza più elevata. Immagina di battere le mani nell'acqua e nell'aria, proprio come è più facile per i legamenti vibrare nell'elio che nell'aria, che è sette volte più densa.

Si può presumere che se inspiri del gas (innocuo, ovviamente), la cui densità è maggiore di quella dell'aria, la tua voce, al contrario, diventerà più bassa.

Un gas così innocuo e incolore esiste e viene spesso utilizzato nelle dimostrazioni fisiche. Questo è esafluoruro di zolfo (o fluoruro di zolfo (VI), SF 6). La sua densità in condizioni normali è 5 volte superiore alla densità dell'aria. I suoi legamenti vibrano con meno frequenza e la voce diventa quindi più ruvida.

Notiamo come informazione aggiuntiva che oltre alla sua alta densità, l'esafluoruro di zolfo ha un'elevata tensione di rottura (89 kV/cm), cioè è un ottimo isolante (come mostrato nel video). Questa proprietà è utilizzata nell'ingegneria elettrica ad alta tensione e uno dei nomi di questo gas - SF6 - è l'abbreviazione di "gas elettrico", data in URSS, dove questa proprietà fu scoperta negli anni '30.

È anche interessante sapere quali frequenze è in grado di produrre la voce umana. Le voci migliori sono voci di canto addestrate e addestrate. I suoni più bassi sono nel basso (80 Hz-350 Hz), quelli più alti nel soprano (fino a 1400 Hz). Alcuni cantanti sono in grado di suonare la nota FA della terza ottava (aria della Regina della Notte nell'opera di Mozart "Il Flauto Magico") - 1396,9 Hz e anche la nota SOL della terza ottava (aria "Io non chiedo, eterni Dei" per soprano e orchestra, Mozart KV316) - 1568 Hz.

Ci sono anche record incredibili per colpire le note più basse o più alte. Pertanto, la nota più bassa, praticamente impercettibile all'orecchio, è stata registrata nell'esecuzione di Tim Storms dagli Stati Uniti - 8 Hz. La cantante Mariah Carey ha cantato una nota fino alla 4a ottava (2093 Hz). Nel 2014, in Ucraina (Kiev) è stato stabilito un record nazionale: la cantante Svetlana Podyakova ha raggiunto la 5a ottava! E nel 2008, Adam Lopez ha suonato la nota di do diesis della quinta ottava, per la quale non c'è nemmeno un tasto sul pianoforte (il tasto più a destra del pianoforte è fino alla quinta ottava) - questo è più di 4000 Hz!

E questo senza elio ed esafluoruro di zolfo!

Molte persone hanno provato ad inalare l'elio dai palloncini e a parlare con una voce insolita e divertente, o a guardare gli amici mentre lo facevano. Allo stesso tempo, la voce umana diventa più alta, più sottile e ricorda la voce di un bambino. Perché l'elio ha un tale effetto sulla voce ed esistono sostanze che hanno l'effetto opposto?

I palloncini a elio sono venduti in qualsiasi negozio di articoli per le vacanze. Sono più leggeri dei palloncini gonfiati con aria normale e, se vengono rilasciati, voleranno in alto nel cielo. Ma se sleghi la corda e inali l'elio nei polmoni, otterrai una voce molto divertente mentre espiri.

I suoni che una persona pronuncia derivano dalla vibrazione delle corde vocali. I nostri legamenti vibrano elasticamente nell'aria, la cui densità a 20 gradi è di circa 1,2 kg/m3. L'elio è un gas inerte, incolore e inodore, la cui densità è parecchie volte inferiore a quella dell'aria. Alla stessa temperatura la densità dell'elio è di soli 0,18 kg/m3. Il gas, meno denso dell'aria, non oppone una resistenza sufficiente, le corde vocali vibrano a una frequenza più alta e la voce diventa più acuta.

Ma un effetto così miracoloso, come si è scoperto, non è osservato in tutte le persone. Per alcune donne che hanno una voce naturalmente acuta, l’inalazione di elio fa poca differenza.

La domanda sorge spontanea: non è dannoso divertirsi in questo modo? Naturalmente, respirare l’elio è innaturale per l’uomo. Il gas stesso è chimicamente inerte, cioè in condizioni normali non entra in reazioni chimiche con le sostanze circostanti e non forma composti stabili. Questa è la base per l’idea che l’inalazione di elio sia un divertimento innocuo. Ma è sicuro respirare questo gas solo in piccole quantità. L'inalazione di elio invece di aria normale per un lungo periodo farà sì che il corpo inizi a mancare di ossigeno, il che potrebbe non finire così divertente come è iniziato.

Ma dopo aver inalato un altro gas, il fluoruro di zolfo, puoi osservare l'effetto opposto. Questo gas è molto denso, 5 volte più denso dell'aria normale. Quando viene inalato, le corde vocali vibrano a una frequenza più bassa e la voce diventa bassa e ruvida, anche nelle ragazze giovani che hanno naturalmente una voce alta.

Sembrerebbe che questo argomento non abbia nulla a che fare con la voce. Più probabilmente alla chimica... O alla fisica... O all'acustica, come parte della fisica... E tuttavia l'influenza ELIO(e non solo lui, come imparerete dall'articolo) in poi VOCE mostra la validità della visione di come nasce la voce umana e a quali leggi obbedisce.

Quindi, quando si inala un gas leggero inerte, ad esempio l'elio, dai palloncini, la voce di una persona cambia completamente. Non lo sai ancora? Sì, sì, ci sono cose incredibili nelle vicinanze...

Sembra davvero divertente! L'effetto è così interessante che non sono passati nemmeno personaggi famosi come i conduttori del programma "MythBusters" su Discovery Channel. Ma!

Il video è in inglese, ma non fa paura, c'è una traduzione completamente adatta:

“Prometto che sarà bello, ma devi prometterlo MAI Non lo ripeterai a casa! OK? OK! E ora... Tutti sanno che la mia voce suonerà più acuta se inalo l'elio! Questo perché è 6 volte più leggero dell'aria, il che significa che le mie corde vocali vibreranno più velocemente e questo rende la mia voce molto più alta!
E ora... inspirerò l'esafluoruro di zolfo, che è 6 volte più pesante dell'aria, e la mia voce suonerà più o meno così...
La mia voce sembrava molto più bassa...
E mi sto divertendo ancora!
QUESTA E' LA SCIENZA !!!»

Una persona curiosa e curiosa vorrebbe naturalmente sapere PERCHÉ sta succedendo? E ci sono tante risposte a questa domanda... Una di queste mi è già stata data: le mie corde vocali vibreranno più velocemente... Ma è davvero così?

Ci sono anche altre "ragioni": la differenza nella pressione dell'aria e dell'elio, la "compressione" delle corde vocali e persino il fatto che INERTE(!) il gas influisce in qualche modo sul STRUTTURA corde vocali! È sbalorditivo!

Le persone non conoscono la fisica... Per niente...

Ma la vera ragione è abbastanza semplice ed è stata a lungo studiata dalla scienza. Sì, in tutta onestà bisogna ammettere che i legamenti che operano in un mezzo non di aria, ma di elio (e, ovviamente, esafluoruro di zolfo) vibrano un po' più velocemente (più lentamente). Ma solo UN PO! E questo grado di cambiamento nella velocità delle oscillazioni non può in alcun modo influenzare la voce COSÌ MOSTRUOSO! Il fattore principale è diverso.

Pensa tu stesso, se le corde vocali stesse subissero un impatto, la voce potrebbe essere più alta o più bassa, ma il suo timbro non cambierebbe! La voce sarebbe ancora lì UMANO, anche se inferiore o superiore. Ma si osserva qualcosa di completamente diverso: INUMANITÀ votazione! È il cambiamento VOLUME nella direzione del suo “pinocchio”, il “fumettismo” provoca risate incontrollabili! Lo stesso effetto si verifica quando la voce è “abbassata” – “demoniaca”, “mostruosa”, ma in ogni caso – non c'è alcuna somiglianza con la voce umana.

Ma TIMBRO voce umana: un insieme di formanti, come descritto nell'articolo "Cosa sono le formanti?". I formanti stessi sono impossibili senza la partecipazione RISONATORE SISTEMI corpo umano. E non solo! Più alto UMANO una voce è un'onda sonora complessa costituita dalle stesse formanti, ma non vengono modificate solo le formanti stesse, ma anche la loro posizione individuale nello spettro della voce. Pertanto, sentiamo, sebbene alta (o bassa), ma, soprattutto, una voce umana. Modifica AMBIENTI, la sostituzione dell'aria con un altro gas non porta ad un cambiamento nella configurazione delle cavità del risonatore; di conseguenza, le formanti non si spostano l'una rispetto all'altra, ma cambiano semplicemente la loro frequenza. L'udienza lo registra come una voce “artificiale”.

Questa è la conferma sia dell'esistenza del sistema di risonanza stesso sia della sua influenza fondamentale sul fenomeno della voce stessa. Bene, per chiarire il processo dal punto di vista della fisica... Per favore:

“Il tratto vocale umano è costituito da corde vocali e da un risonatore riempito d'aria (o elio): polmoni, vie respiratorie, cavità craniche. Le corde generano un suono debole; senza un risonatore potremmo non sentirlo. Le frequenze di risonanza del tratto vocale dipendono dal suo volume e dalla sua forma. L'elio ha una densità inferiore a quella dell'aria, quindi la velocità del suono al suo interno è maggiore (965 m/s contro 331). La frequenza, la lunghezza d'onda e la velocità del suono nei gas sono legate da alcune relazioni. Ciò fa sì che, sebbene la configurazione del risonatore non cambi, le frequenze più alte diventano risonanti e lo spettro complessivo della voce si sposta nella regione delle frequenze più alte. In termini musicali, l'elio non modifica l'altezza della voce, ma il suo timbro. Più precisamente, l'altezza cambia, ma molto poco: dipende principalmente dalla tensione delle corde vocali, e quando si espira elio è leggermente diverso rispetto a quando si espira aria."

“...la faringe è, dal punto di vista acustico, un risuonatore volumetrico sintonizzato su una certa lunghezza d'onda (non frequenza!). E se una persona respira aria, si ottiene un suono (voce) di una certa frequenza... Ma se ora invece dell'aria prendiamo l'elio, allora PER LA STESSA LUNGHEZZA D'ONDA a causa della maggiore velocità del suono, si otterrà una frequenza diversa, più alta. E quando ci si sposta da un ambiente all’altro (da una gola piena di elio all’aria normale), la frequenza del suono non cambia più”.

Quindi, caro lettore, i legamenti non cambiano in alcun modo! È tutta una questione di AMBIENTE! E il principale “costruttore” della nostra voce è la risonanza.

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La densità dell'elio è quasi 7 volte inferiore a quella dell'aria normale. Quando questo gas inerte viene inalato dalle corde vocali, la loro frequenza di vibrazione aumenta e la voce suona con un tono più alto. I suoni prodotti assomigliano per alcuni alla voce di un personaggio dei cartoni animati, per altri allo squittio di un topo o al discorso di un bambino. Ma in ogni caso diventa .

Ma dopo aver inalato il fluoruro di zolfo, un gas pesante 5 volte maggiore, anche le ragazze cominciano a parlare con voce bassa.

L'inalazione di elio è sicura?

In generale, è considerato abbastanza sicuro, poiché l'ossigeno entra nel corpo umano insieme al gas. Inoltre, è difficile riconoscere una persona che ha inalato elio, tranne forse il momento in cui inizia a dire qualcosa.

E il gas stesso non può essere determinato: non ha né odore né sapore. Tuttavia, potrebbero esserci alcuni effetti collaterali dell’elio.

Alcune persone possono avvertire segni di privazione di ossigeno, come vertigini, mal di testa, difficoltà respiratorie, nausea. Le corde vocali vibrano ad una frequenza più alta quando si inala l'elio, il che produce l'effetto desiderato, ma di conseguenza possono essere danneggiate, un processo considerato irreversibile.

Respiri profondi e frequenti di questo gas inerte possono provocare la formazione di bolle di elio nel sangue. Una volta raggiunto il cervello, possono provocare un ictus ed essere addirittura fatali.

Anche la normale saturazione eccessiva dei polmoni con elio può rivelarsi pericolosa quando il contenuto di ossigeno nel corpo umano è significativamente ridotto.

Ecco un altro fatto interessante: se una persona viene temporaneamente messa in una camera riempita solo di elio, dopo un po' soffocherà. Ciò è dovuto al fatto che tale gas contiene solo un paio di decimi di percentuale di ossigeno.

Oltre a questo possiamo aggiungere che coccolarsi con l'elio è particolarmente pericoloso per le donne incinte, non solo per la futura mamma, ma anche per il suo bambino. Pertanto, è meglio semplicemente ammirare le sfere luminose senza cercare di inalare il gas in esse contenuto.

Se decidi di provare l'effetto del gas esilarante su te stesso, non inalare una grande quantità di elio in una sola volta. È meglio fare qualche piccolo respiro e, quando l’effetto del gas svanisce, riprovare, ma senza esagerare, perché la salute e la vita sono la cosa più importante.