Hēlijs maina viņa balsi. Kāpēc hēlijs maina balsi? Pjotrs Aleksejevičs Obrazcovs

Skaņa ir viļņu izplatīšanās elastīgā vidē (gāzē, šķidrumā, cietā vidē) un rodas no kaut kā vibrācijām (spīlē iespiests lineāls, skaļruņa membrāna, gaiss caurulē, virknē utt.). Jo augstāka ir vibrācijas frekvence (jo lielāks vibrāciju skaits sekundē), jo augstāka (plānāka) skaņa. Gluži pretēji, jo zemāka ir vibrācijas frekvence, jo zemāka (rupjāka) skaņa. Mēs nevaram dzirdēt pārāk augstu skaņu (ultraskaņu, ar frekvenci virs 20 kHz). Cilvēka auss arī nevar uztvert pārāk zemas skaņas (infraskaņu, ar frekvenci zem 16 Hz).

Ja ieelpojat hēliju (pirms to labāk izelpot dziļi), tad saites atradīsies nevis parastā gaisa vidē, bet gan hēlija vidē. Hēlijs ir ļoti viegla gāze, kuras blīvums normālos apstākļos ir 7 reizes mazāks nekā gaisa blīvums. Mazāk blīvā vidē saites (piemēram, stīgas) vibrē ar augstāku frekvenci. Iedomājieties, ka sasit plaukstas ūdenī un gaisā – tāpat kā hēlijā saitēm ir vieglāk vibrēt nekā gaisā, kas ir septiņas reizes blīvāks.

Var pieņemt, ka, ieelpojot kādu gāzi (protams, nekaitīgu), kuras blīvums ir lielāks par gaisa blīvumu, jūsu balss, gluži pretēji, kļūs zemāka.

Šāda nekaitīga un bezkrāsaina gāze pastāv, un to bieži izmanto fiziskās demonstrācijās. Tas ir sēra heksafluorīds (vai sēra fluorīds (VI), SF 6). Tā blīvums normālos apstākļos ir 5 reizes lielāks par gaisa blīvumu. Tajā esošās saites vibrē ar mazāku frekvenci, un tāpēc balss kļūst raupjāka.

Kā papildu informāciju atzīmēsim, ka sēra heksafluorīdam papildus augstajam blīvumam ir augsts pārrāvuma spriegums (89 kV/cm), t.i., tas ir ļoti labs izolators (tas ir redzams video). Šis īpašums tiek izmantots augstsprieguma elektrotehnikā, un viens no šīs gāzes nosaukumiem - SF6 - ir saīsinājums no "elektriskās gāzes", kas tika dots PSRS, kur šī īpašība tika atklāta 30. gados.

Interesanti ir arī uzzināt, kādas frekvences spēj radīt cilvēka balss. Labākās balsis ir trenētas, trenētas dziedāšanas balsis. Zemākās skaņas ir basā (80 Hz-350 Hz), visaugstākās ir soprānā (līdz 1400 Hz). Daži dziedātāji spēj atskaņot trešās oktāvas F noti (Nakts karalienes ārija Mocarta operā "Burvju flauta") - 1396,9 Hz un pat trešās oktāvas G noti (ārija "Io non chiedo, eterni". Dei" soprānam un orķestrim, Mocarts KV316) - 1568 Hz.

Ir arī neticami rekordi zemāko vai augstāko nošu trāpīšanā. Līdz ar to zemākā, ausij praktiski nedzirdamā nots fiksēta Tima Stormsa izpildījumā no ASV - 8 Hz. Dziedātāja Meraija Kerija dziedāja noti līdz 4. oktāvai (2093 Hz). 2014. gadā Ukrainā (Kijevā) tika uzstādīts valsts rekords - dziedātāja Svetlana Podjakova sasniedza 5. oktāvu! Un 2008. gadā Ādams Lopess spēlēja piektās oktāvas C-sharp noti, kurai uz klavierēm nav pat taustiņa (klavieru galējais labais taustiņš ir līdz 5. oktāvai) - tas ir vairāk nekā 4000 Hz!

Un tas bez hēlija un sēra heksafluorīda!

Daudzi cilvēki ir mēģinājuši ieelpot hēliju no baloniem un runāt neparastā, smieklīgā balsī vai vērot, kā to dara draugi. Tajā pašā laikā cilvēka balss kļūst augstāka, plānāka un atgādina bērna balsi. Kāpēc hēlijam ir tāda ietekme uz balsi, un vai ir vielas, kurām ir pretējs efekts?

Hēlija baloni tiek pārdoti jebkurā brīvdienu preču veikalā. Tie ir vieglāki par baloniem, kas piepūsti ar parastu gaisu, un, ja tie tiks atbrīvoti, tie lidos augstu debesīs. Bet, ja jūs attaisāt auklu un ieelpojat hēliju plaušās, jūs izelpojot iegūstat ļoti smieklīgu balsi.

Skaņas, ko cilvēks izrunā, rodas balss saišu vibrācijas rezultātā. Mūsu saites elastīgi vibrē gaisā, kuras blīvums 20 grādos ir aptuveni 1,2 kg/m3. Hēlijs ir inerta gāze, bezkrāsaina un bez smaržas, kuras blīvums ir vairākas reizes mazāks nekā gaisa blīvums. Tajā pašā temperatūrā hēlija blīvums ir tikai 0,18 kg/m3. Gāze, kas ir mazāk blīva par gaisu, nenodrošina pietiekamu pretestību, balss saites vibrē ar augstāku frekvenci un balss kļūst augstāka.

Bet šāds brīnumains efekts, kā izrādījās, nav novērots visiem cilvēkiem. Dažām sievietēm, kurām ir dabiski augsta balss tonis, hēlija ieelpošana neko neietekmē.

Gluži dabiski rodas jautājums: vai šādā veidā izklaidēties nav kaitīgi? Protams, hēlija elpošana cilvēkiem ir nedabiska. Pati gāze ir ķīmiski inerta, tas ir, normālos apstākļos tā neiestājas ķīmiskās reakcijās ar apkārtējām vielām un neveido stabilus savienojumus. Tas ir pamats idejai, ka hēlija ieelpošana ir nekaitīga izklaide. Bet ir droši elpot šo gāzi tikai nelielos daudzumos. Ilgstoši ieelpojot hēliju parastā gaisa vietā, organismā sāks trūkt skābekļa, kas var nebeigties tik jautri, kā sākās.

Bet pēc citas gāzes - sēra fluorīda - ieelpošanas var novērot pretēju efektu. Šī gāze ir ļoti blīva, 5 reizes blīvāka par parasto gaisu. Kad to ieelpo, balss saites vibrē ar zemāku frekvenci, un balss kļūst zema un raupja pat jaunām meitenēm, kurām dabiski ir augsta balss.

Šķiet, ka šai tēmai nav nekāda sakara ar vokālu. Visdrīzāk ķīmija... Vai fizika... Vai akustika, kā daļa no fizikas... Un tomēr ietekme HĒLIJS(un ne tikai viņu, kā jūs uzzināsit no raksta) uz BALSS parāda, cik pamatots ir viedoklis par to, kā rodas cilvēka balss un kādiem likumiem tā pakļaujas.

Tātad, ieelpojot vieglu inertu gāzi - hēliju, piemēram, no baloniem, cilvēka balss pilnībā mainās. Vai jūs par to vēl nezināt? Jā, jā, tuvumā ir pārsteidzošas lietas...

Izklausās tiešām smieklīgi! Efekts ir tik interesants, ka garām nepagāja pat tādi slaveni cilvēki kā raidījuma “MythBusters” vadītāji kanālā Discovery. Bet!

Video ir angļu valodā, bet tas ir labi, ir pilnīgi piemērots tulkojums:

"Es apsolu, ka tas būs forši, bet jums tas ir jāapsola NEKAD Mājās jūs to neatkārtosit! LABI? LABI! Un tagad... Visi zina, ka mana balss skanēs augstāk, ja es ieelpošu hēliju! Tas ir tāpēc, ka tas ir 6 reizes vieglāks par gaisu, kas nozīmē, ka manas balss saites vibrēs ātrāk, un tas liek manai balsij skanēt daudz augstāk!
Un tagad... es ieelpošu sēra heksafluorīdu, kas ir 6 reizes smagāks par gaisu, un mana balss skanēs apmēram šādi...
Mana balss skanēja daudz zemāk...
Un man joprojām ir jautri!
TĀ IR ZINĀTNE !!!»

Zinātkārs un zinātkārs cilvēks, protams, vēlētos uzzināt KĀPĒC vai tas notiek? Un uz šo jautājumu ir tik daudz atbilžu... Viena no tām jau ir dota - manas balss saites vibrēs ātrāk... Bet vai tiešām tā ir?

Ir arī citi “iemesli” - gaisa un hēlija spiediena atšķirība, balss saišu “saspiešana” un pat tas, ka INERT(!) Gāze kaut kā ietekmē STRUKTŪRA balss saites! Tas ir prātam neaptverami!

Cilvēki nezina fiziku... Nemaz...

Bet patiesais iemesls ir diezgan vienkāršs, un zinātne to jau sen ir pētījusi. Jā, godīgi jāatzīst, ka saites, kas darbojas nevis gaisa, bet hēlija (un, protams, sēra heksafluorīda) vidē, vibrē nedaudz ātrāk (lēnāk). Bet tikai MAZLIET! Un šī svārstību ātruma izmaiņu pakāpe nekādā veidā nevar ietekmēt balsi TIK MONSTRĒJOŠI! Galvenais faktors ir atšķirīgs.

Padomājiet paši, ja pašas balss saites izjustu kādu ietekmi, tad balss varētu būt augstāka vai zemāka, bet tās tembrs nemainītos! Balss joprojām būtu tur CILVĒKS, lai gan zemāks vai augstāks. Bet tiek novērots pavisam kas cits - NECILVĒCĪBA balsot! Tā ir pārmaiņas VOLUME tā “pinokio” virzienā “karikatūrisms” izraisa nevaldāmus smieklus! Tāds pats efekts rodas, kad balss ir “nolaista” – “dēmoniska”, “zvērīga”, bet jebkurā gadījumā – nav līdzības ar cilvēka balsi.

Bet TEMBRS cilvēka balss - formantu kopums, kā aprakstīts rakstā "Kas ir formanti?". Paši formanti nav iespējami bez līdzdalības RESONATORS SISTĒMAS cilvēka ķermenis. Un ne tikai! Augstāks CILVĒKS balss ir sarežģīts skaņas vilnis, kas sastāv no vieniem un tiem pašiem formantiem, taču tiek modificēti ne tikai paši formanti, bet arī to individuālā atrašanās vieta balss spektrā. Tāpēc mēs dzirdam, lai arī augstu (vai zemu), bet, pats galvenais, cilvēka balsi. Mainīt VIDE, gaisa aizstāšana ar citu gāzi neizraisa rezonatora dobumu konfigurācijas izmaiņas, kā rezultātā formanti nepārvietojas viens pret otru, bet vienkārši maina to frekvenci. Uzklausīšana to ieraksta kā “mākslīgu” balsi.

Tas ir apstiprinājums gan pašas rezonatoru sistēmas esamībai, gan tās fundamentālajai ietekmei uz pašu balss fenomenu. Nu, lai precizētu procesu no fizikas viedokļa... Ja lūdzu:

“Cilvēka balss ceļi sastāv no balss saitēm un rezonatora, kas piepildīts ar gaisu (vai hēliju): plaušām, elpceļiem, galvaskausa dobumiem. Auklas rada vāju skaņu, ja nav rezonatora, mēs to varētu nedzirdēt. Balss trakta rezonanses frekvences ir atkarīgas no tā apjoma un formas. Hēlijam ir mazāks blīvums nekā gaisam, tāpēc skaņas ātrums tajā ir lielāks (965 m/s pret 331). Skaņas frekvence, viļņa garums un ātrums gāzēs ir saistītas ar noteiktām attiecībām. Tas noved pie tā, ka, lai gan rezonatora konfigurācija nemainās, augstākas frekvences kļūst rezonējošas, un kopējais balss spektrs pāriet uz augstākas frekvences reģionu. Muzikālā izteiksmē hēlijs nemaina balss augstumu, bet gan tās tembru. Precīzāk, augstums mainās, bet ļoti maz - tas galvenokārt ir atkarīgs no balss saišu sasprindzinājuma, un, izelpojot hēliju, tas nedaudz atšķiras no gaisa izelpošanas.

“... no akustikas viedokļa rīkle ir tilpuma rezonators, kas noregulēts uz noteiktu viļņa garumu (nevis frekvenci!). Un, ja cilvēks elpo gaisu, tad tiek iegūta noteiktas frekvences skaņa (balss)... Bet ja tagad gaisa vietā ņemam hēliju, tad PAR TĀDU PAŠU VILĻŅA GARUMU lielāka skaņas ātruma dēļ tiks iegūta cita frekvence - augstāka. Un, pārejot no vienas vides uz otru (no hēliju pildītas rīkles uz normālu gaisu), skaņas frekvence vairs nemainās.

Tātad, dārgais lasītāj, saites nekādā veidā nemainās! Tas viss ir par VIDE! Un galvenais mūsu balss “celtnieks” ir rezonanse.

Vietnes materiālu izmantošana ir atļauta ar obligātu atsauci uz avotu

Hēlija blīvums ir gandrīz 7 reizes mazāks nekā parastā gaisa blīvums. Kad šī inertā gāze tiek ieelpota ar balss saitēm, to vibrācijas frekvence palielinās un balss skan augstākā toņā. Radītās skaņas dažiem atgādina multfilmas varoņa balsi, bet citiem – peles čīkstēšanu vai mazuļa runu. Bet jebkurā gadījumā tas kļūst.

Bet pēc sēra fluorīda, smagas gāzes, kas ir 5 reizes lielāka, ieelpošanas pat meitenes sāk runāt zemā basa balsī.

Vai hēlija ieelpošana ir droša?

Kopumā tas tiek uzskatīts par diezgan drošu, jo skābeklis nonāk cilvēka ķermenī kopā ar gāzi. Turklāt ir grūti atpazīt cilvēku, kurš ir ieelpojis hēliju, izņemot varbūt brīdi, kad viņš sāk kaut ko teikt.

Un pašu gāzi nevar noteikt - tai nav ne smaržas, ne garšas. Tomēr hēlija dēļ var būt dažas blakusparādības.

Dažiem cilvēkiem var rasties skābekļa trūkuma pazīmes, piemēram, reibonis, galvassāpes, apgrūtināta elpošana, slikta dūša. Ieelpojot hēliju, balss saites vibrē ar augstāku frekvenci, kas rada vēlamo efektu, taču rezultātā tās var tikt bojātas, process tiek uzskatīts par neatgriezenisku.

Šīs inertās gāzes dziļa un bieža ieelpošana var izraisīt hēlija burbuļu veidošanos asinīs. Kad tie sasniedz smadzenes, tie var izraisīt insultu un pat būt letāli.

Nedroša var izrādīties arī parastā plaušu pārsātināšana ar hēliju, kad skābekļa saturs cilvēka organismā ir ievērojami samazināts.

Vēl viens interesants fakts: ja cilvēku uz laiku ievieto kamerā, kas ir piepildīta tikai ar hēliju, pēc kāda laika viņš nosmaks. Tas ir saistīts ar faktu, ka šāda gāze satur tikai pāris desmitdaļas skābekļa.

Papildus tam varam piebilst, ka lutināšana ar hēliju ir īpaši bīstama grūtniecēm ne tikai topošajai māmiņai, bet arī viņas mazulim. Tāpēc vislabāk ir vienkārši apbrīnot gaismas bumbiņas, nemēģinot ieelpot tajās esošo gāzi.

Ja nolemjat izmēģināt smieklu gāzes ietekmi uz sevi, neieelpojiet lielu daudzumu hēlija vienā reizē. Labāk ieelpojiet dažas nelielas elpas un, kad gāzes efekts beigsies, mēģiniet vēlreiz, tikai nepārcentieties, jo veselība un dzīvība ir vissvarīgākā lieta.