ჰელიუმი ხმას იცვლის. რატომ ცვლის ჰელიუმი ხმას? პიოტრ ალექსეევიჩ ობრაზცოვი

ბგერა არის ტალღების გავრცელება ელასტიურ გარემოში (გაზი, თხევადი, მყარი) და წარმოიქმნება რაღაცის ვიბრაციით (მწკრივში ჩასმული სახაზავი, დინამიკის მემბრანა, ჰაერი მილში, სიმები და ა.შ.). რაც უფრო მაღალია ვიბრაციის სიხშირე (რაც მეტია ვიბრაციის რაოდენობა წამში), მით უფრო მაღალია (თხელი) ხმა. პირიქით, რაც უფრო დაბალია ვიბრაციის სიხშირე, მით უფრო დაბალია (უხეში) ხმა. ჩვენ არ გვესმის ძალიან მაღალი ხმა (ულტრაბგერა, 20 კჰც-ზე მეტი სიხშირით). ადამიანის ყური ასევე ვერ აღიქვამს ზედმეტად დაბალ ხმებს (ინფრაბგერა, 16 ჰც-ზე დაბალი სიხშირით).

თუ თქვენ ჩაისუნთქავთ ჰელიუმს (უმჯობესია ღრმად ამოისუნთქოთ სანამ ამას გააკეთებთ), მაშინ ლიგატები იქნება არა ნორმალურ ჰაერში, არამედ ჰელიუმის გარემოში. ჰელიუმი არის ძალიან მსუბუქი გაზი, რომელსაც ნორმალურ პირობებში ჰაერის სიმკვრივე 7-ჯერ ნაკლები აქვს. ნაკლებად მკვრივ გარემოში ლიგატები (მაგალითად, სიმებივით) ვიბრირებენ უფრო მაღალი სიხშირით. წარმოიდგინეთ, რომ ხელები წყალში და ჰაერში ტაშს ატარებთ - ისევე როგორც ლიგატების ვიბრაცია უფრო ადვილია ჰელიუმში, ვიდრე ჰაერში, რომელიც შვიდჯერ უფრო მკვრივია.

შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ თუ თქვენ ისუნთქავთ გაზს (რა თქმა უნდა, უვნებელია), რომლის სიმკვრივე ჰაერზე მეტია, მაშინ თქვენი ხმა, პირიქით, უფრო დაბალი გახდება.

ასეთი უვნებელი და უფერო გაზი არსებობს და ხშირად გამოიყენება ფიზიკურ დემონსტრაციებში. ეს არის გოგირდის ჰექსაფტორიდი (ან გოგირდის ფტორი (VI), SF 6). მისი სიმკვრივე ნორმალურ პირობებში 5-ჯერ აღემატება ჰაერის სიმკვრივეს. მასში არსებული ლიგატები ვიბრირებენ ნაკლები სიხშირით და ამიტომ ხმა უფრო უხეში ხდება.

დამატებით ინფორმაციად აღვნიშნოთ, რომ გოგირდის ჰექსაფტორიდს მაღალი სიმკვრივის გარდა აქვს მაღალი რღვევის ძაბვა (89 კვ/სმ), ანუ ძალიან კარგი იზოლატორია (ეს ნაჩვენებია ვიდეოში). ეს თვისება გამოიყენება მაღალი ძაბვის ელექტრო ინჟინერიაში და ამ გაზის ერთ-ერთი სახელი - SF6 - არის "ელექტრული გაზის" აბრევიატურა, რომელიც მოცემულია სსრკ-ში, სადაც ეს თვისება აღმოაჩინეს 30-იან წლებში.

ასევე საინტერესოა, რა სიხშირეების გამომუშავება შეუძლია ადამიანის ხმას. საუკეთესო ხმები გაწვრთნილი, გაწვრთნილი სასიმღერო ხმებია. ყველაზე დაბალი ხმები არის ბასში (80 Hz-350 Hz), ყველაზე მაღალი - სოპრანოში (1400 Hz-მდე). ზოგიერთ მომღერალს შეუძლია მესამე ოქტავის F ნოტის დაკვრა (ღამის დედოფლის არია მოცარტის ოპერაში "ჯადოსნური ფლეიტა") - 1396,9 ჰც და მესამე ოქტავის ნოტა G (არია "Io non chiedo, eterni"). დეი" სოპრანოსა და ორკესტრისთვის, Mozart KV316) - 1568 ჰც.

ასევე არის წარმოუდგენელი ჩანაწერები ყველაზე დაბალ ან მაღალ ნოტებზე დაჭერისთვის. ამრიგად, ყველაზე დაბალი ნოტი, პრაქტიკულად ყურისთვის გაუგონარი, დაფიქსირდა ტიმ სტორმსის შესრულებაში აშშ-დან - 8 ჰც. მომღერალმა მარია კერიმ მე-4 ოქტავამდე (2093 ჰც) ნოტა იმღერა. 2014 წელს უკრაინაში (კიევი) ეროვნული რეკორდი დამყარდა - მომღერალმა სვეტლანა პოდიაკოვამ მე-5 ოქტავას მიაღწია! 2008 წელს კი ადამ ლოპესმა დაუკრა მეხუთე ოქტავის ნოტა C-sharp, რომლისთვისაც ფორტეპიანოზე გასაღებიც კი არ არის (ფორტეპიანოს მარჯვენა კლავიში მე-5 ოქტავამდეა) - ეს 4000 ჰც-ზე მეტია!

და ეს ყოველგვარი ჰელიუმის და გოგირდის ჰექსაფტორიდის გარეშე!

ბევრმა ადამიანმა სცადა ბუშტებიდან ჰელიუმის ჩასუნთქვა და უჩვეულო, მხიარული ხმით საუბარი ან მეგობრების ყურება. ამავდროულად, ადამიანის ხმა უფრო მაღალი, თხელი ხდება და ბავშვის ხმას ემსგავსება. რატომ მოქმედებს ჰელიუმი ხმაზე და არის თუ არა საპირისპირო ეფექტის მქონე ნივთიერებები?

ჰელიუმის ბუშტები იყიდება სადღესასწაულო ნივთების ნებისმიერ მაღაზიაში. ისინი უფრო მსუბუქია ვიდრე ჩვეულებრივი ჰაერით გაბერილი ბურთები და თუ გათავისუფლდებიან, მაღლა ცაში გაფრინდებიან. მაგრამ თუ ძაფს გახსნით და ფილტვებში ჰელიუმს ჩაისუნთქავთ, ამოსუნთქვისას ძალიან სასაცილო ხმას მიიღებთ.

ხმები, რომლებსაც ადამიანი წარმოთქვამს, წარმოიქმნება ვოკალური იოგების ვიბრაციის შედეგად. ჩვენი ლიგატები ელასტიურად ვიბრირებენ ჰაერში, რომლის სიმკვრივე 20 გრადუსზე არის დაახლოებით 1,2 კგ/მ3. ჰელიუმი არის ინერტული გაზი, უფერო და უსუნო, რომლის სიმკვრივე რამდენჯერმე დაბალია, ვიდრე ჰაერი. ამავე ტემპერატურაზე, ჰელიუმის სიმკვრივე მხოლოდ 0,18 კგ/მ3-ია. გაზი, რომელიც ჰაერზე ნაკლებად მკვრივია, არ იძლევა საკმარის წინააღმდეგობას, ვოკალური იოგები ვიბრირებენ უფრო მაღალი სიხშირით და ხმა უფრო მაღალი ხდება.

მაგრამ ასეთი სასწაულებრივი ეფექტი, როგორც აღმოჩნდა, ყველა ადამიანში არ შეინიშნება. ზოგიერთი ქალისთვის, რომელსაც ბუნებრივად მაღალი ხმა აქვს, ჰელიუმის ჩასუნთქვა მცირე მნიშვნელობას ანიჭებს.

სრულიად ბუნებრივად ჩნდება კითხვა: არ არის საზიანო ამ გზით გართობა? რა თქმა უნდა, ჰელიუმის სუნთქვა არაბუნებრივია ადამიანისთვის. აირი თავისთავად ქიმიურად ინერტულია, ანუ ნორმალურ პირობებში არ შედის ქიმიურ რეაქციებში მიმდებარე ნივთიერებებთან და არ ქმნის სტაბილურ ნაერთებს. ეს არის საფუძველი იმისა, რომ ჰელიუმის ჩასუნთქვა უვნებელი გართობაა. მაგრამ ამ გაზის სუნთქვა უსაფრთხოა მხოლოდ მცირე რაოდენობით. ჩვეულებრივი ჰაერის ნაცვლად ჰელიუმის დიდი ხნის განმავლობაში ჩასუნთქვა გამოიწვევს ორგანიზმს ჟანგბადის ნაკლებობას, რაც შესაძლოა ისე მხიარულად არ დასრულდეს, როგორც დაიწყო.

მაგრამ სხვა გაზის - გოგირდის ფტორიდის ჩასუნთქვის შემდეგ, შეგიძლიათ დააკვირდეთ საპირისპირო ეფექტს. ეს გაზი ძალიან მკვრივია, ჩვეულებრივ ჰაერზე 5-ჯერ უფრო მკვრივი. მისი ჩასუნთქვისას ვოკალური იოგები ვიბრირებს უფრო დაბალი სიხშირით და ხმა ხდება დაბალი და უხეში, თუნდაც ახალგაზრდა გოგონებში, რომლებსაც ბუნებრივად აქვთ მაღალი ხმა.

როგორც ჩანს, ამ თემას არაფერი აქვს საერთო ვოკალთან. უფრო სავარაუდოა, რომ ქიმია... ან ფიზიკა... ან აკუსტიკა, როგორც ფიზიკის ნაწილი... და მაინც გავლენა ჰელიუმი(და არა მხოლოდ მას, როგორც სტატიიდან შეიტყობთ) on ხმაგვიჩვენებს შეხედულების მართებულობას, თუ როგორ ჩნდება ადამიანის ხმა და რა კანონებს ემორჩილება იგი.

ასე რომ, მსუბუქი ინერტული აირის - ჰელიუმის ჩასუნთქვისას, მაგალითად, ბუშტებიდან, ადამიანის ხმა მთლიანად იცვლება. ჯერ არ იცით ამის შესახებ? დიახ, დიახ, საოცარი რამ არის ახლოს ...

მართლა სასაცილოდ ჟღერს! ეფექტი იმდენად საინტერესოა, რომ ისეთმა ცნობილმა ადამიანებმაც კი არ გაიარეს Discovery Channel-ის გადაცემის "MythBusters" წამყვანები. მაგრამ!

ვიდეო არის ინგლისურ ენაზე, მაგრამ ეს არ არის საშინელი, არის სრულიად შესაფერისი თარგმანი:

„გპირდები, რომ მაგარი იქნება, მაგრამ ამას უნდა დაჰპირდე არასოდესამას სახლში არ გაიმეორებთ! ᲙᲐᲠᲒᲘ? ᲙᲐᲠᲒᲘ! ახლა კი... ყველამ იცის, რომ ჩემი ხმა უფრო მაღალი იქნება, თუ ჰელიუმი შევისუნთქე! ეს იმიტომ ხდება, რომ ის ჰაერზე 6-ჯერ მსუბუქია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჩემი ვოკალური თოკები უფრო სწრაფად ვიბრირებს და ეს ხდის ჩემს ხმას ბევრად უფრო მაღალ ხმას!
ახლა კი... ჩავისუნთქავ გოგირდის ჰექსაფტორიდს, რომელიც ჰაერზე 6-ჯერ მძიმეა და ჩემი ხმა დაახლოებით ასე გაისმის...
ჩემი ხმა გაცილებით დაბალი იყო...
და მე მაინც ვხალისობ!
ეს არის მეცნიერება !!!»

ცნობისმოყვარე და ცნობისმოყვარე ადამიანს ბუნებრივია სურს იცოდეს რატომეს ხდება? და ამ კითხვაზე იმდენი პასუხია... ერთი უკვე გაცემულია - ჩემი ვოკალური იოგები უფრო სწრაფად ვიბრირებს... მაგრამ მართლა ასეა?

ასევე არსებობს სხვა „მიზეზები“ - ჰაერისა და ჰელიუმის წნევის განსხვავება, ვოკალური იოგების „შეკუმშვა“ და თუნდაც ის ფაქტი, რომ ინერტული(!) გაზი რატომღაც მოქმედებს სტრუქტურავოკალური იოგები! საგონებელია!

ხალხმა არ იცის ფიზიკა... საერთოდ არა...

მაგრამ ჭეშმარიტი მიზეზი საკმაოდ მარტივია და დიდი ხანია შეისწავლა მეცნიერებამ. დიახ, სამართლიანად უნდა ვაღიაროთ, რომ ლიგატები, რომლებიც მუშაობენ არა ჰაერის, არამედ ჰელიუმის (და, რა თქმა უნდა, გოგირდის ჰექსაფტორიდის) გარემოში, ოდნავ უფრო სწრაფად (ნელა) ვიბრირებენ. Მაგრამ მხოლოდ ᲪᲝᲢᲐ! და რხევების სიჩქარის ცვლილების ეს ხარისხი ვერანაირად ვერ იმოქმედებს ხმაზე ასე ამაზრზენი! მთავარი ფაქტორი განსხვავებულია.

თავად იფიქრეთ, თუ ვოკალური თოკები თავად განიცდიდნენ რაიმე გავლენას, მაშინ ხმა შეიძლება იყოს უფრო მაღალი ან დაბალი, მაგრამ მისი ტემბრი არ შეიცვლება! ხმა ისევ იქ იქნებოდა ადამიანი, თუმცა უფრო დაბალი ან უფრო მაღალი. მაგრამ შეინიშნება რაღაც სრულიად განსხვავებული - არაადამიანობახმა! ეს არის ცვლილება მოცულობამისი „პინოქიოს“ მიმართულებით „მულტფილმობა“ იწვევს უკონტროლო სიცილს! იგივე ეფექტი ხდება მაშინ, როდესაც ხმა "დაქვეითებულია" - "დემონური", "მონსტრული", მაგრამ ნებისმიერ შემთხვევაში - არ არის მსგავსება ადამიანის ხმასთან.

მაგრამ TIMBREადამიანის ხმა - ფორმანტების ნაკრები, როგორც ეს აღწერილია სტატიაში "რა არის ფორმანტები?". თავად ფორმანტები მონაწილეობის გარეშე შეუძლებელია რეზონატორი სისტემებიადამიანის სხეული. და არა მარტო! უმაღლესი ადამიანიხმა არის რთული ბგერითი ტალღა, რომელიც შედგება ერთი და იგივე ფორმანტებისგან, მაგრამ შეცვლილია არა მხოლოდ თავად ფორმანტები, არამედ მათი ინდივიდუალური მდებარეობა ხმის სპექტრში. ამიტომ გვესმის, მართალია მაღალი (ან დაბალი), მაგრამ, რაც მთავარია, ადამიანის ხმა. შეცვლა გარემოჰაერის სხვა გაზით ჩანაცვლება არ იწვევს რეზონატორის ღრუების კონფიგურაციის ცვლილებას; შედეგად, ფორმანტები არ იცვლება ერთმანეთთან შედარებით, არამედ უბრალოდ ცვლის მათ სიხშირეს. სმენა აღრიცხავს ამას, როგორც "ხელოვნურ" ხმას.

ეს არის დადასტურება როგორც თავად რეზონატორის სისტემის არსებობისა, ასევე მისი ფუნდამენტური გავლენის შესახებ ხმის ფენომენზე. ისე, რომ პროცესი დავაზუსტოთ ფიზიკის თვალსაზრისით... თუ გთხოვთ:

„ადამიანის ვოკალური ტრაქტი შედგება ვოკალური იოგებისგან და ჰაერით (ან ჰელიუმით) სავსე რეზონატორისგან: ფილტვები, სასუნთქი გზები, კრანიალური ღრუები. კაბელები წარმოქმნიან სუსტ ხმას; რეზონატორის გარეშე შეიძლება ვერ გავიგოთ. ვოკალური ტრაქტის რეზონანსული სიხშირეები დამოკიდებულია მის მოცულობასა და ფორმაზე. ჰელიუმს ჰაერზე დაბალი სიმკვრივე აქვს, ამიტომ მასში ხმის სიჩქარე უფრო მაღალია (965 მ/წმ 331-ის წინააღმდეგ). აირებში ბგერის სიხშირე, ტალღის სიგრძე და სიჩქარე დაკავშირებულია გარკვეული ურთიერთობებით. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ რეზონატორის კონფიგურაცია არ იცვლება, უფრო მაღალი სიხშირეები ხდება რეზონანსული და ხმის საერთო სპექტრი გადადის უფრო მაღალი სიხშირის რეგიონში. მუსიკალური თვალსაზრისით, ჰელიუმი არ ცვლის ხმის სიმაღლეს, არამედ მის ტემბრს. უფრო ზუსტად, სიმაღლე იცვლება, მაგრამ ძალიან ცოტა - ეს ძირითადად დამოკიდებულია ვოკალური სიმების დაძაბულობაზე, ხოლო ჰელიუმის ამოსუნთქვისას ოდნავ განსხვავდება ჰაერის ამოსუნთქვისას“.

„... ფარინქსი არის, აკუსტიკური თვალსაზრისით, მოცულობითი რეზონატორი, რომელიც მორგებულია გარკვეულ ტალღის სიგრძეზე (არა სიხშირეზე!). და თუ ადამიანი სუნთქავს ჰაერს, მაშინ მიიღება გარკვეული სიხშირის ხმა (ხმა)... მაგრამ თუ ახლა ჰაერის ნაცვლად ვიღებთ ჰელიუმს, მაშინ იგივე ტალღის სიგრძისთვისხმის უფრო მაღალი სიჩქარის გამო, მიიღება განსხვავებული სიხშირე - უფრო მაღალი. ხოლო ერთი გარემოდან მეორეში გადასვლისას (ჰელიუმით სავსე ყელიდან ნორმალურ ჰაერში) ხმის სიხშირე აღარ იცვლება“.

ასე რომ, ძვირფასო მკითხველო, ლიგატები არანაირად არ იცვლება! ეს ყველაფერი გარემო! და ჩვენი ხმის მთავარი „მშენებელი“ რეზონანსია.

საიტის მასალების გამოყენება დასაშვებია წყაროს სავალდებულო მითითებით

ჰელიუმის სიმკვრივე თითქმის 7-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ჩვეულებრივი ჰაერი. როდესაც ეს ინერტული აირი შეისუნთქება ვოკალური იოგებით, მათი ვიბრაციის სიხშირე იზრდება და ხმა უფრო მაღალი სიმაღლით ჟღერს. წარმოქმნილი ხმები ზოგისთვის მულტფილმის პერსონაჟის ხმას წააგავს, ზოგისთვის კი თაგვის კვნესას ან ბავშვის მეტყველებას. მაგრამ, ნებისმიერ შემთხვევაში, ის ხდება.

მაგრამ გოგირდის ფტორიდის ჩასუნთქვის შემდეგ, მძიმე გაზი, რომელიც 5-ჯერ მეტია, გოგოებიც კი იწყებენ ლაპარაკს დაბალი ბასით.

ჰელიუმის ჩასუნთქვა უსაფრთხოა?

ზოგადად, ის საკმაოდ უსაფრთხოდ ითვლება, ვინაიდან გაზთან ერთად ჟანგბადიც შედის ადამიანის ორგანიზმში. გარდა ამისა, ძნელია ამოიცნო ადამიანი, რომელმაც ჩაისუნთქა ჰელიუმი, გარდა იმ მომენტისა, როდესაც ის რაღაცის თქმას იწყებს.

და თავად აირის დადგენა შეუძლებელია - მას არც სუნი აქვს და არც გემო. თუმცა, ჰელიუმისგან შეიძლება იყოს გარკვეული გვერდითი მოვლენები.

ზოგიერთ ადამიანს შეიძლება ჰქონდეს ჟანგბადის ნაკლებობის ნიშნები, როგორიცაა თავბრუსხვევა, თავის ტკივილი, სუნთქვის გაძნელება, გულისრევა. ვოკალური იოგები უფრო მაღალი სიხშირით ვიბრირებენ ჰელიუმის ჩასუნთქვისას, რაც იძლევა სასურველ ეფექტს, მაგრამ შედეგად ისინი შეიძლება დაზიანდეს, ეს პროცესი შეუქცევადად ითვლება.

ამ ინერტული აირის ღრმა და ხშირმა ჩასუნთქვამ შეიძლება გამოიწვიოს სისხლში ჰელიუმის ბუშტების წარმოქმნა. როგორც კი ისინი ტვინში მიაღწევენ, შეიძლება გამოიწვიოს ინსულტი და ფატალურიც კი იყოს.

ფილტვების ჩვეულებრივი გადაჭარბებული გაჯერება ჰელიუმით ასევე შეიძლება სახიფათო აღმოჩნდეს, როდესაც ადამიანის ორგანიზმში ჟანგბადის შემცველობა საგრძნობლად მცირდება.

აი, კიდევ ერთი საინტერესო ფაქტი: თუ ადამიანი დროებით მოთავსდება მხოლოდ ჰელიუმით სავსე კამერაში, გარკვეული პერიოდის შემდეგ ის ახრჩობს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ასეთი გაზი შეიცავს ჟანგბადის მხოლოდ რამდენიმე მეათედს.

ამას გარდა, შეგვიძლია დავამატოთ, რომ ჰელიუმით განებივრება განსაკუთრებით საშიშია ორსულებისთვის, არა მხოლოდ მომავალი დედისთვის, არამედ მისი ბავშვისთვისაც. ამიტომ, უმჯობესია უბრალოდ აღფრთოვანებული იყოთ მსუბუქი ბურთებით, მათში შემავალი გაზის ჩასუნთქვის მცდელობის გარეშე.

თუ გადაწყვეტთ საკუთარ თავზე სცადოთ სიცილის გაზის ეფექტი, არ ჩაისუნთქოთ დიდი რაოდენობით ჰელიუმი ერთდროულად. ჯობია რამდენიმე პატარა ამოსუნთქვა და როცა გაზის ეფექტი გაქრება, ისევ სცადეთ, უბრალოდ არ გადააჭარბოთ, რადგან ჯანმრთელობა და სიცოცხლე ყველაზე მნიშვნელოვანია.