Hélio muda de voz. Por que o hélio muda a voz? Piotr Alekseevich Obraztsov

O som é a propagação de ondas em um meio elástico (gás, líquido, sólido) e nasce das vibrações de algo (uma régua presa em um torno, uma membrana de alto-falante, ar em um cano, um barbante, etc.). Quanto maior a frequência de vibração (maior o número de vibrações por segundo), mais alto (mais fino) será o som. Pelo contrário, quanto mais baixa for a frequência de vibração, mais baixo (mais áspero) será o som. Não conseguimos ouvir um som muito alto (ultrassom, com frequência acima de 20 kHz). O ouvido humano também não consegue perceber sons muito baixos (infrassons, com frequência inferior a 16 Hz).

Se você inalar hélio (é melhor expirar profundamente antes de fazer isso), os ligamentos não estarão em um ambiente de ar normal, mas em um ambiente de hélio. O hélio é um gás muito leve, que em condições normais tem densidade 7 vezes menor que a do ar. Em um ambiente menos denso, os ligamentos (como cordas, por exemplo) vibram em uma frequência mais elevada. Imagine bater palmas na água e no ar - assim como é mais fácil para os ligamentos vibrarem no hélio do que no ar, que é sete vezes mais denso.

Pode-se presumir que se você inspirar algum gás (inofensivo, é claro), cuja densidade é maior que a do ar, sua voz, ao contrário, ficará mais baixa.

Esse gás inofensivo e incolor existe e é frequentemente usado em demonstrações físicas. Este é hexafluoreto de enxofre (ou fluoreto de enxofre (VI), SF 6). Sua densidade em condições normais é 5 vezes maior que a densidade do ar. Os ligamentos vibram com menos frequência e a voz torna-se, portanto, mais áspera.

Observemos como informação adicional que além de sua alta densidade, o hexafluoreto de enxofre possui uma alta tensão de ruptura (89 kV/cm), ou seja, é um isolante muito bom (isso é mostrado no vídeo). Esta propriedade é utilizada na engenharia elétrica de alta tensão, e um dos nomes desse gás - SF6 - é uma abreviatura de "gás elétrico", que foi dado na URSS, onde esta propriedade foi descoberta na década de 30.

Também é interessante saber quais frequências a voz humana é capaz de produzir. As melhores vozes são vozes cantadas treinadas. Os sons mais graves estão no baixo (80 Hz-350 Hz), os mais agudos estão no soprano (até 1400 Hz). Alguns cantores conseguem tocar a nota Fá da terceira oitava (ária da Rainha da Noite na ópera "A Flauta Mágica" de Mozart) - 1396,9 Hz e até a nota Sol da terceira oitava (ária "Io non chiedo, eterni Dei" para soprano e orquestra, Mozart KV316) - 1568 Hz.

Existem também recordes incríveis para atingir as notas mais baixas ou mais altas. Assim, a nota mais grave, praticamente inaudível ao ouvido, foi registrada na performance de Tim Storms dos EUA - 8 Hz. A cantora Mariah Carey cantou uma nota até a 4ª oitava (2093 Hz). Em 2014, um recorde nacional foi estabelecido na Ucrânia (Kyiv) - a cantora Svetlana Podyakova atingiu a 5ª oitava! E em 2008, Adam Lopez tocou a nota dó sustenido da quinta oitava, para a qual não há nem mesmo uma tecla no piano (a tecla mais à direita do piano vai até a 5ª oitava) - isso é mais de 4.000 Hz!

E isso sem hexafluoreto de hélio e enxofre!

Muitas pessoas tentaram inalar hélio de balões e falar com uma voz incomum e engraçada, ou observar amigos fazendo isso. Ao mesmo tempo, a voz humana torna-se mais alta, mais fina e lembra a voz de uma criança. Por que o hélio tem esse efeito na voz e existem substâncias que têm o efeito oposto?

Balões de hélio são vendidos em qualquer loja de artigos para festas. Eles são mais leves que balões inflados com ar comum e, se forem liberados, voarão alto no céu. Mas se você desamarrar o barbante e inspirar hélio para os pulmões, obterá uma voz muito engraçada ao expirar.

Os sons que uma pessoa emite surgem como resultado da vibração das cordas vocais. Nossos ligamentos vibram elasticamente no ar, cuja densidade a 20 graus é de cerca de 1,2 kg/m3. O hélio é um gás inerte, incolor e inodoro, cuja densidade é várias vezes inferior à do ar. À mesma temperatura, a densidade do hélio é de apenas 0,18 kg/m3. O gás, que é menos denso que o ar, não oferece resistência suficiente, as cordas vocais vibram em uma frequência mais alta e a voz fica mais aguda.

Mas esse efeito milagroso, como se viu, não é observado em todas as pessoas. Para algumas mulheres que têm uma voz naturalmente aguda, inalar hélio faz pouca diferença.

A questão surge naturalmente: não é prejudicial divertir-se desta forma? É claro que respirar hélio não é natural para os humanos. O gás em si é quimicamente inerte, ou seja, em condições normais não entra em reações químicas com as substâncias circundantes e não forma compostos estáveis. Esta é a base para a ideia de que inalar hélio é uma diversão inofensiva. Mas é seguro respirar este gás apenas em pequenas quantidades. Inalar hélio em vez de ar normal por um longo período fará com que o corpo comece a sentir falta de oxigênio, o que pode não terminar tão divertido quanto começou.

Mas depois de inalar outro gás - fluoreto de enxofre - você pode observar o efeito oposto. Este gás é muito denso, 5 vezes mais denso que o ar comum. Quando inalado, as cordas vocais vibram em uma frequência mais baixa e a voz fica baixa e áspera, mesmo em meninas que naturalmente têm uma voz aguda.

Parece que este tópico não tem nada a ver com vocais. Mais provavelmente para química... Ou física... Ou acústica, como parte da física... E ainda assim a influência HÉLIO(e não só ele, como você aprenderá no artigo) em VOZ mostra a validade da visão de como surge a voz humana e a quais leis ela obedece.

Assim, ao inalar um gás leve e inerte - o hélio, por exemplo, de balões, a voz de uma pessoa muda completamente. Você ainda não sabe disso? Sim, sim, coisas incríveis estão por perto...

Parece muito engraçado! O efeito é tão interessante que nem pessoas famosas como os apresentadores do programa “MythBusters” do Discovery Channel passaram por aqui. Mas!

O vídeo está em inglês, mas não assusta, há uma tradução totalmente adequada:

“Eu prometo que vai ser legal, mas você tem que prometer isso NUNCA Você não vai repetir isso em casa! OK? OK! E agora... Todo mundo sabe que minha voz soará mais alta se eu inalar hélio! Isso ocorre porque ele é 6 vezes mais leve que o ar, o que significa que minhas cordas vocais vibrarão mais rápido e isso fará com que minha voz soe muito mais aguda!
E agora... vou respirar hexafluoreto de enxofre, que é 6 vezes mais pesado que o ar, e minha voz vai soar mais ou menos assim...
Minha voz soou muito mais baixa...
E ainda estou me divertindo!
ISSO É CIÊNCIA !!!»

Uma pessoa curiosa e curiosa gostaria naturalmente de saber POR QUE isso está acontecendo? E há tantas respostas para esta pergunta... Uma delas já foi dada - minhas cordas vocais vão vibrar mais rápido... Mas será mesmo assim?

Existem também outras “razões” - a diferença na pressão do ar e do hélio, a “compressão” das cordas vocais e até o fato de INERTE(!) gás afeta de alguma forma o ESTRUTURA cordas vocais! É incompreensível!

As pessoas não sabem física... De jeito nenhum...

Mas a verdadeira razão é bastante simples e tem sido estudada há muito tempo pela ciência. Sim, para ser justo, deve-se admitir que os ligamentos que operam em um meio não de ar, mas de hélio (e, claro, hexafluoreto de enxofre) vibram um pouco mais rápido (mais lento). Se apenas UM POUCO! E este grau de mudança na velocidade das oscilações não pode de forma alguma afetar a voz TÃO MONSTROSO! O principal fator é diferente.

Pense por si mesmo, se as próprias cordas vocais sofressem algum impacto, então a voz poderia ficar mais alta ou mais baixa, mas seu timbre não mudaria! A voz ainda estaria lá HUMANO, embora inferior ou superior. Mas algo completamente diferente é observado - DESUMANIDADE voto! É a mudança VOLUME na direção de seu “pinóquio”, o “desenho animado” provoca risadas incontroláveis! O mesmo efeito ocorre quando a voz está “baixada” – “demoníaca”, “monstruosa”, mas em qualquer caso – não há nenhuma semelhança com a voz humana.

Mas TIMBRE voz humana - um conjunto de formantes, conforme descrito no artigo "O que são formantes?". Os próprios formantes são impossíveis sem a participação RESSONADOR SISTEMAS corpo humano. E não só! Mais alto HUMANO uma voz é uma onda sonora complexa que consiste nos mesmos formantes, mas não apenas os próprios formantes são modificados, mas também sua localização individual no espectro da voz. Portanto, ouvimos, embora alto (ou baixo), mas, o mais importante, uma voz humana. Mudar AMBIENTES, a substituição do ar por outro gás não leva a uma mudança na configuração das cavidades do ressonador, como resultado, os formantes não se deslocam entre si, mas simplesmente mudam sua frequência. A audiência registra isso como uma voz “artificial”.

Esta é a confirmação tanto da existência do próprio sistema ressonador quanto de sua influência fundamental no próprio fenômeno da voz. Bem, para esclarecer o processo do ponto de vista da física... Por favor:

“O trato vocal humano consiste em cordas vocais e um ressonador cheio de ar (ou hélio): pulmões, trato respiratório, cavidades cranianas. As cordas geram um som fraco; sem um ressonador poderemos não ouvi-lo. As frequências ressonantes do trato vocal dependem de seu volume e forma. O hélio tem uma densidade menor que o ar, então a velocidade do som nele é maior (965 m/s versus 331). Frequência, comprimento de onda e velocidade do som nos gases estão relacionados por certas relações. Isto resulta no facto de que, embora a configuração do ressonador não mude, as frequências mais altas tornam-se ressonantes e o espectro global da voz muda para a região de frequência mais alta. Em termos musicais, o hélio não altera o tom da voz, mas sim o seu timbre. Mais precisamente, a altura muda, mas muito pouco - depende principalmente da tensão das cordas vocais, e ao expirar o hélio é um pouco diferente do que ao expirar o ar.”

“... a faringe é, do ponto de vista acústico, um ressonador volumétrico sintonizado em um determinado comprimento de onda (não em frequência!). E se uma pessoa respira ar, então um som (voz) de uma certa frequência é obtido... Mas se agora em vez de ar tomarmos hélio, então PARA O MESMO COMPRIMENTO DE ONDA devido à maior velocidade do som, será obtida uma frequência diferente - uma mais alta. E ao passar de um ambiente para outro (de uma garganta cheia de hélio para o ar normal), a frequência do som não muda mais.”

Então, caro leitor, os ligamentos não mudam em nada! É tudo sobre AMBIENTE! E o principal “construtor” da nossa voz é a ressonância.

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A densidade do hélio é quase 7 vezes menor que a do ar comum. Quando esse gás inerte é inalado pelas cordas vocais, sua frequência de vibração aumenta e a voz soa em um tom mais agudo. Os sons produzidos lembram a voz de um personagem de desenho animado para alguns, e o guincho de um rato ou a fala de um bebê para outros. Mas, em qualquer caso, torna-se.

Mas depois de inalar fluoreto de enxofre, um gás pesado cinco vezes maior, até as meninas começam a falar em voz baixa e grave.

A inalação de hélio é segura?

Em geral, é considerado bastante seguro, pois o oxigênio entra no corpo humano junto com o gás. Além disso, é difícil reconhecer uma pessoa que inalou hélio, exceto talvez no momento em que ela começa a dizer alguma coisa.

E o gás em si não pode ser determinado - não tem cheiro nem sabor. No entanto, pode haver alguns efeitos colaterais do hélio.

Algumas pessoas podem apresentar sinais de privação de oxigênio, como tontura, dor de cabeça, dificuldade em respirar, náusea. As cordas vocais vibram em maior frequência ao inalar hélio, o que produz o efeito desejado, mas podem ser danificadas, processo considerado irreversível.

Respirações profundas e frequentes desse gás inerte podem provocar a formação de bolhas de hélio no sangue. Quando chegam ao cérebro, podem causar um derrame e até ser fatais.

A supersaturação usual dos pulmões com hélio também pode ser insegura, quando o conteúdo de oxigênio no corpo humano é significativamente reduzido.

Aqui está outro fato interessante: se uma pessoa for colocada temporariamente em uma câmara cheia apenas de hélio, depois de um tempo ela sufocará. Isso se deve ao fato de que esse gás contém apenas alguns décimos de por cento de oxigênio.

Além disso, podemos acrescentar que os mimos com hélio são especialmente perigosos para as gestantes, não só para a gestante, mas também para seu bebê. Portanto, o melhor é simplesmente admirar as bolas de luz sem tentar inalar o gás nelas contido.

Se você decidir experimentar o efeito do gás hilariante em si mesmo, não inale uma grande quantidade de hélio de uma só vez. É melhor respirar um pouco e, quando o efeito do gás passar, tentar novamente, só não exagere, porque a saúde e a vida são o mais importante.