ヘリウムで声が変わる。 ヘリウムから声が変わるのはなぜですか? ピョートル・アレクセーヴィチ・オブラスツォフ

音は弾性媒体（気体、液体、固体）内の波の伝播であり、何か（万力に固定された定規、スピーカーの膜、パイプ内の空気、弦など）の振動から生まれます。 発振周波数が高いほど（1秒あたりの発振回数が多いほど）、音は高く（薄く）なります。 逆に、発振周波数が低いほど、音は低く（粗く）なります。 高すぎる音（周波数が 20 kHz を超える超音波）は聞こえません。 低すぎる音（周波数が 16 Hz 未満の超低周波音）も人間の耳には知覚されません。

ヘリウムを吸入すると（その前に、深呼吸することをお勧めします）、靭帯は通常の空気環境ではなく、ヘリウム環境にあります。 ヘリウムは非常に軽い気体で、通常の状態では密度が空気の 7 分の 1 です。 密度の低い媒体では、束 (たとえば弦など) がより高い周波数で振動します。 水中と空気中で手を叩いていることを想像してみてください。同じように、密度が 7 倍高い空気中よりもヘリウム中での方がコードは振動しやすいのです。

空気よりも密度が高いガス（もちろん無害）を吸い込むと、逆に声が低くなると考えられます。

このような安全で無色の気体は存在し、物理学の実証でよく使用されます。 これは六フッ化硫黄（またはフッ化硫黄（VI）、SF 6）です。 通常の状態での密度は空気の密度の 5 倍です。 靭帯の変動の頻度が少なくなるため、声が荒くなります。

追加情報として、六フッ化硫黄は高密度に加えて、高い絶縁破壊電圧 (89 kV / cm) を持っていること、つまり、非常に優れた絶縁体であることに注意してください (これはビデオで示されています)。 この特性は高電圧電気工学で使用され、このガスの名前の 1 つである SF6 は「電気ガス」の略語であり、この特性が 30 年代に発見されたソ連で付けられました。

人間の声が一般的にどのような周波数を生成できるのかを知ることも興味深いです。 最高の声は、訓練され、振り付けされた歌声です。 ベースには最も低い音（80 Hz ～ 350 Hz）があり、最も高い音にはソプラノ（最大 1400 Hz）があります。 一部の歌手は、第 3 オクターブの F 音（モーツァルトのオペラ「魔笛」の夜の女王のアリア） - 1396.9 Hz を演奏でき、さらには第 3 オクターブの G 音（アリア「イオ・ノン・チエド、永遠」）を演奏することができます。デイ」（ソプラノとオーケストラのための、モーツァルト KV316） - 1568 Hz。

最低音や最高音を鳴らしたという驚くべき記録もあります。 したがって、耳にほとんど聞こえない最低音は、米国のティム・ストームスによって録音されました - 8 Hz。 歌手のマライア・キャリーは、第4オクターブ（2093Hz）までの音を歌いました。 2014 年にウクライナ (キエフ) で国家記録が樹立されました。歌手のスヴェトラーナ ポジャコワは最大 5 オクターブを演奏しました。 そして2008年、アダム・ロペスは、ピアノには鍵盤すらない第5オクターブの嬰ハ長音符をとりました（ピアノの右端の鍵盤は第5オクターブまでです）。これは4000Hz以上です。 ！

しかもこれにはヘリウムと六フッ化硫黄が含まれていません。

多くの人は、風船からヘリウムを吸入して、珍しく面白い声で話そうとしたり、友達がそれをする様子を見たりしたことがあります。 同時に人間の声は高く、細くなり、子供の声に似てきます。 なぜヘリウムが声にこれほどの影響を与えるのでしょうか?また、逆の効果をもたらす物質は存在するのでしょうか?

ヘリウム風船はパーティー用品店で購入できます。 普通の空気で膨らませた風船よりも軽く、放せば空高く飛んでいきます。 しかし、ロープをほどいてヘリウムを肺に吸い込むと、吐き出すときに非常に面白い声が聞こえます。

人が発する音は、声帯の振動の結果として発生します。 私たちの束は空気中で弾性的に振動し、その密度は20度で約1.2 kg/m 3 です。 ヘリウムは不活性、無色無臭の気体で、その密度は空気の数倍低いです。 同じ温度では、ヘリウムの密度はわずか 0.18 kg/m 3 です。 空気に比べてガスの密度が低いため、十分な抵抗が得られず、声帯がより高い周波数で振動し、声が高くなります。

しかし、そのような奇跡的な効果は、すべての人に観察されるわけではないことが判明しました。 生まれつき声が高い女性の中には、ヘリウムを吸入してもほとんど変化がない人もいます。

当然のことながら、このように楽しむのは有害ではないのかという疑問が生じます。 もちろん、ヘリウムを呼吸することは人間にとって不自然です。 ガス自体は化学的に不活性です。つまり、通常の状態では、周囲の物質と化学反応を起こさず、安定した化合物を形成しません。 これが、ヘリウムの吸入は無害な娯楽であるという意見の根拠です。 しかし、このガスを吸い込むのは少量の場合に限り安全です。 通常の空気の代わりにヘリウムを長時間吸入すると、体が酸素不足を経験し始め、最初ほど楽しく終わらない可能性があります。

しかし、別のガスであるフッ化硫黄を吸入すると、逆の効果が観察されることがあります。 このガスは非常に高密度で、通常の空気の 5 倍の密度があります。 息を吸うと、声帯がより低い周波数で振動し、生まれつき声が高い若い女の子でも、声が低くてざらざらした声になります。

この話題はボーカルとは何の関係もないように思えます。 むしろ、化学...または物理学...または物理学の一部としての音響...そしてそれでもなお、その影響は ヘリウム（この記事からわかるように、彼だけではありません） 声人間の声がどのように発生し、どのような法則に従うかについての見解の妥当性を示しています。

したがって、軽い不活性ガス、たとえば風船からヘリウムを吸入すると、人の声は完全に変わります。 まだそれについて知りませんか？ はい、はい、素晴らしいです - 近くにあります...

本当に面白いですね！ この効果は非常に興味深いもので、ディスカバリー TV チャンネルの MythBusters プログラムの司会者などの有名人ですら通りませんでした。 しかし！

ビデオは英語ですが、怖いものではありません。非常に適切な翻訳があります。

「クールになると約束するが、次のことは約束しなければならない」 一度もない家でこれを繰り返さないでください！ OK？ OK！ そして今... ヘリウムを吸うと私の声が高く聞こえることは誰もが知っています! これは空気の 6 倍軽いため、声帯がより速く振動し、声がはるかに高く聞こえることになります。
そして今...空気の6倍重い六フッ化硫黄を吸い込むと、このような声が聞こえます...
私の声はかなり低く聞こえました...
全体的には、まだ楽しいです！
これは科学です !!!»

好奇心旺盛で好奇心旺盛な人は当然知りたいと思うでしょう。 なぜこれは起こっていますか？ そして、この質問に対する答えはありません...そのうちの1つはすでに与えられています-私の声帯はより速く変動します...しかし、本当にそうですか？

他にも「理由」はあります - 空気圧とヘリウム圧の違い、声帯の「圧縮」、さらには 不活性(!) ガスは何らかの形でそれ自体に影響を与えます 構造声帯！ 信じられないほどの心！

人々は物理学を知りません…絶対に…

そして本当の理由は非常に単純で、科学によって長い間研究されてきました。 はい、公平を期すために、空気ではなくヘリウム（そしてもちろん六フッ化硫黄）の媒体中で動作するバンドルは少し速く（遅く）振動することを認めなければなりません。 だけ 少し！ そして、この程度の振動速度の変化が音声に影響を与えることはありません。 とても奇妙です！ 主要な要因が異なります。

自分で考えてみてください。声帯自体に衝撃が加わった場合、声は高くなったり低くなったりしますが、音色は変わりません。 その声はまだあるだろう 人間高くても低くても。 しかし、まったく異なることが観察されます - 非人道的行為投票！ それは変化です テンブラ彼の「ピノキオ」の方向で、「漫画」は制御不能な笑いを引き起こします！ 声が「低く」なったとき、つまり「悪魔のような」「怪物のような」ときも同じ効果が起こりますが、いずれにしても人間の声には似ていません。

しかし 音色人間の声 - 記事で説明されている一連のフォルマント 「フォルマントとは何ですか?」。 フォルマント自体は参加なしでは不可能です 共鳴 システム人体。 それだけではありません！ より高い 人間声は同じフォルマントで構成される複雑な音波ですが、フォルマント自体が変更されるだけでなく、声のスペクトル内での個々の配置も変更されます。 したがって、高い（または低い）とはいえ、最も重要なことに、人間の声が聞こえます。 同じように変更します 環境空気を別のガスに置き換えても、共鳴器のキャビティの構成は変化せず、その結果、フォルマントは相互にシフトせず、単に周波数が変化するだけです。 噂では、これは音声の「人工性」であるとされています。

これは、共鳴システム自体の存在と、それが音声の現象そのものに与える根本的な影響の両方を裏付けるものです。 さて、物理学の観点からのプロセスの改良... すみません:

「人間の声道は、声帯と、空気（またはヘリウム）で満たされた共鳴器、つまり肺、気道、頭蓋腔で構成されています。 靭帯はかすかな音を発しますが、共鳴器がなければ私たちはそれを聞くことができないかもしれません。 声道の共鳴周波数は、声道の体積と形状によって異なります。 ヘリウムは空気より密度が低いため、音速は高くなります (331 に対して 965 m/s)。 気体中の音の周波数、波長、速度は、特定の関係によって関連付けられます。 その結果、共鳴器の構成は変化しないにもかかわらず、より高い周波数が共鳴し、音声の全体的なスペクトルがより高い周波数にシフトするという事実が生じます。 音楽用語で言うと、ヘリウムは声のピッチを変えるのではなく、音色を変えます。 より正確に言えば、ピッチは変化しますが、ほとんど変化しません。主に声帯の張力に依存し、ヘリウムを吐き出すときのピッチは、空気を吐き出すときとはわずかに異なります。

「…音響学の観点からすると、スロートは特定の波長（周波数ではありません！）に調整された空洞共振器です。 そして、人が空気を呼吸すると、特定の周波数の音（声）が得られます...しかし、空気の代わりにヘリウムを摂取すると、 同じ波の長さの場合音の速度が速いため、異なる周波数、つまりより高い周波数が結果として生じます。 そして、ある媒体から別の媒体へ（ヘリウムで満たされた咽頭から通常の空気へ）移動しても、音の周波数は変化しません。

したがって、親愛なる読者の皆さん、リンクはいかなる形でも変更されません。 すべてが入っています 環境！ そして、私たちの声の主な「構築者」は共鳴です。

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ヘリウムの密度は通常の空気のほぼ 7 分の 1 です。 この不活性ガスを吸入すると、声帯の振動数が増加し、声のトーンが高くなります。 ある人にとっては、発せられる音は漫画のキャラクターの声に似ており、またある人にとっては、ネズミの鳴き声や赤ん坊の話し声に似ています。 しかし、いずれにせよ、それは周りになります。

しかし、重ガスであるフッ化硫黄を5回吸入すると、女の子でも低音で話し始めます。

ヘリウムを吸入するのは安全ですか?

酸素はガスと一緒に人体に入るので、一般的には非常に安全であると考えられています。 さらに、ヘリウムを吸入した人を認識することは、おそらくその人が何かを言い始めた瞬間を除いて困難です。

そして、ガス自体は判断できません - 匂いも味もありません。 ただし、ヘリウムはいくつかの副作用を引き起こす可能性があります。

人によっては、めまい、頭痛、呼吸困難、吐き気などの酸素欠乏の兆候を経験する場合があります。 ヘリウムを吸入すると声帯がより高い周波数で振動し、望ましい効果が生じますが、その結果、声帯が損傷する可能性があり、このプロセスは不可逆的であると考えられています。

この不活性ガスを深く頻繁に呼吸すると、血液中にヘリウムの泡が現れることがあります。 それらが脳に到達すると、脳卒中を引き起こし、場合によっては死に至る可能性があります。

人体の酸素含有量が大幅に減少している場合、単に肺をヘリウムで過飽和させることも安全ではない可能性があります。

ここにもう 1 つの興味深い事実があります。ヘリウムだけが満たされた部屋に人が一時的に置かれると、しばらくすると窒息してしまいます。 これは、そのようなガスには酸素が 20 分の 2 パーセントしか含まれていないためです。

これに加えて、ヘリウムを甘やかすことは妊婦にとって特に危険であり、妊婦だけでなく赤ちゃんにとっても危険であることを付け加えることもできます。 したがって、光球に含まれるガスを吸入しようとせずに、単に光球を鑑賞するのが最善です。

「笑気ガス」の効果を自分で試してみることにした場合は、一度に大量のヘリウムを吸入しないでください。 数回小さく呼吸し、ガスの影響が切れたら、もう一度試してください。健康と命が最も重要なので、無理をしないでください。