Helij spremeni glas. Zakaj helij spremeni glas? Pjotr ​​Aleksejevič Obrazcov

Zvok je širjenje valovanja v prožnem mediju (plin, tekočina, trdna snov) in se rodi iz nihanja nečesa (ravnilo, vpeto v primež, membrana zvočnika, zrak v cevi, vrvica itd.). Višja kot je frekvenca tresljajev (večje kot je število tresljajev na sekundo), višji (tanjši) je zvok. Nasprotno, nižja kot je frekvenca tresljajev, nižji (grobejši) je zvok. Ne slišimo previsokega zvoka (ultrazvok, s frekvenco nad 20 kHz). Človeško uho tudi ne more zaznati prenizkih zvokov (infrazvok, s frekvenco pod 16 Hz).

Če vdihnete helij (bolje je, da pred tem globoko izdihnete), potem vezi ne bodo v običajnem zračnem okolju, ampak v okolju helija. Helij je zelo lahek plin, ki ima v normalnih pogojih 7-krat manjšo gostoto od zraka. V manj gostem okolju ligamenti (na primer strune) vibrirajo z višjo frekvenco. Predstavljajte si, da ploskate z rokami v vodi in v zraku – tako kot vezi lažje vibrirajo v heliju kot v zraku, ki je sedemkrat bolj gost.

Lahko domnevamo, da če vdihnete nekaj plina (seveda neškodljivega), katerega gostota je večja od gostote zraka, potem bo vaš glas, nasprotno, postal nižji.

Tak neškodljiv in brezbarven plin obstaja in se pogosto uporablja v fizičnih demonstracijah. To je žveplov heksafluorid (ali žveplov fluorid (VI), SF 6). Njegova gostota je v normalnih pogojih 5-krat večja od gostote zraka. Vezi v njej vibrirajo manj pogosto in glas zato postane bolj grob.

Kot dodatno informacijo naj omenimo, da ima žveplov heksafluorid poleg visoke gostote tudi visoko prebojno napetost (89 kV/cm), torej je zelo dober izolator (to je prikazano v videu). Ta lastnost se uporablja v visokonapetostni elektrotehniki in eno od imen tega plina - SF6 - je okrajšava za "električni plin", ki je bila dana v ZSSR, kjer je bila ta lastnost odkrita v 30. letih.

Zanimivo je tudi vedeti, katere frekvence je sposoben proizvesti človeški glas. Najboljši glasovi so izurjeni, izurjeni pevski glasovi. Najnižji zvoki so v basu (80 Hz-350 Hz), najvišji v sopranu (do 1400 Hz). Nekateri pevci znajo zaigrati noto F tretje oktave (arija Kraljice noči v Mozartovi operi "Čarobna piščal") - 1396,9 Hz in celo noto G tretje oktave (arija "Io non chiedo, eterni" Dei" za sopran in orkester, Mozart KV316) - 1568 Hz.

Obstajajo tudi neverjetni rekordi za doseganje najnižjih ali najvišjih tonov. Tako je bil najnižji ton, skoraj neslišen za uho, zabeležen v izvedbi Tima Stormsa iz ZDA - 8 Hz. Pevka Mariah Carey je zapela noto do 4. oktave (2093 Hz). Leta 2014 je bil v Ukrajini (Kijev) postavljen državni rekord - pevka Svetlana Podyakova je dosegla 5. oktavo! In leta 2008 je Adam Lopez zaigral noto C-sharp pete oktave, za katero na klavirju sploh ni tipke (skrajna desna tipka klavirja je do 5. oktave) - to je več kot 4000 Hz!

In to brez helija in žveplovega heksafluorida!

Mnogi ljudje so poskušali vdihavati helij iz balonov in govoriti z nenavadnim, smešnim glasom ali pa opazovati prijatelje, ki to počnejo. Hkrati postane človeški glas višji, tanjši in podoben otroškemu. Zakaj helij tako vpliva na glas in ali obstajajo snovi, ki delujejo nasprotno?

Helijeve balone prodajajo v kateri koli trgovini s počitniškimi pripomočki. So lažji od balonov, napihnjenih z navadnim zrakom, in če jih izpustimo, bodo poleteli visoko v nebo. Če pa vrvico odvežeš in vdihneš helij v pljuča, dobiš ob izdihu zelo smešen glas.

Zvoki, ki jih oseba izgovarja, nastanejo kot posledica tresljaja glasilk. Naši ligamenti elastično vibrirajo v zraku, katerega gostota pri 20 stopinjah znaša približno 1,2 kg/m3. Helij je inerten plin, brez barve in vonja, katerega gostota je nekajkrat manjša od gostote zraka. Pri isti temperaturi je gostota helija le 0,18 kg/m3. Plin, ki je manj gost kot zrak, ne daje zadostnega upora, glasilke vibrirajo z višjo frekvenco in glas postane višji.

Toda tako čudežni učinek, kot se je izkazalo, ni opažen pri vseh ljudeh. Za nekatere ženske, ki imajo naravno visok glas, vdihavanje helija ne pomeni velike razlike.

Povsem naravno se postavlja vprašanje: ali se ni škodljivo zabavati na ta način? Seveda je vdihavanje helija za človeka nenaravno. Sam plin je kemično inerten, to pomeni, da v normalnih pogojih ne vstopa v kemične reakcije z okoliškimi snovmi in ne tvori stabilnih spojin. To je osnova za idejo, da je vdihavanje helija neškodljiva zabava. Toda ta plin je varno vdihavati le v majhnih količinah. Dolgotrajno vdihavanje helija namesto običajnega zraka bo povzročilo, da bo telesu začelo primanjkovati kisika, kar se morda ne bo končalo tako zabavno, kot se je začelo.

Toda po vdihavanju drugega plina - žveplovega fluorida - lahko opazite nasprotni učinek. Ta plin je zelo gost, 5-krat gostejši od navadnega zraka. Ko ga vdihnemo, glasilke zavibrirajo z nižjo frekvenco, glas pa postane nizek in grob, tudi pri mladih dekletih, ki imajo po naravi visok glas.

Zdi se, da ta tema nima nobene zveze z vokalom. Bolj verjetno kemija ... Ali fizika ... Ali akustika, kot del fizike ... In vendar vpliv HELIJ(in ne samo on, kot boste izvedeli iz članka) naprej GLAS pokaže veljavnost pogleda na to, kako nastane človeški glas in katerim zakonom se podreja.

Torej, pri vdihavanju lahkega inertnega plina - helija, na primer iz balonov, se človekov glas popolnoma spremeni. Ali še ne veš za to? Da, da, neverjetne stvari so v bližini ...

Sliši se res smešno! Učinek je tako zanimiv, da niti tako znani ljudje, kot so voditelji programa "MythBusters" na Discovery Channelu, niso mimo njega. Ampak!

Videoposnetek je v angleščini, vendar ni strašljiv, obstaja povsem primeren prevod:

»Obljubim, da bo kul, a to moraš obljubiti NIKOLI Tega doma ne boste ponovili! V REDU? V REDU! In zdaj ... Vsi vedo, da bo moj glas zvenel višje, če bom vdihnil helij! To je zato, ker je 6-krat lažji od zraka, kar pomeni, da bodo moje glasilke vibrirale hitreje, zato moj glas zveni veliko višje!
In zdaj ... vdihnil bom žveplov heksafluorid, ki je 6-krat težji od zraka, in moj glas bo zvenel nekako takole ...
Moj glas je zvenel veliko nižje ...
In še vedno se zabavam!
TO JE ZNANOST !!!»

Radoveden in radoveden človek bi seveda rad vedel ZAKAJ se to dogaja? In toliko je odgovorov na to vprašanje... Eden od njih je bil že dan - moje glasilke bodo hitreje zavibrirale... Pa je res tako?

Obstajajo tudi drugi "razlogi" - razlika v tlaku zraka in helija, "stiskanje" glasilk in celo dejstvo, da INERT(!) plin nekako vpliva na STRUKTURA glasilke! To je osupljivo!

Ljudje ne poznajo fizike ... Sploh ne ...

Toda pravi razlog je precej preprost in ga znanost že dolgo preučuje. Da, po pravici je treba priznati, da ligamenti, ki delujejo v mediju, ki ni zrak, ampak helij (in seveda žveplov heksafluorid), vibrirajo nekoliko hitreje (počasneje). Ampak le MALO! In ta stopnja spremembe hitrosti nihanja nikakor ne more vplivati ​​na glas TAKO POŠASTNO! Glavni dejavnik je drugačen.

Pomislite sami, če bi same glasilke doživele kakršen koli udarec, bi bil glas lahko višji ali nižji, vendar se njegov ton ne bi spremenil! Glas bi bil še vedno tam ČLOVEK, čeprav nižje ali višje. Opaziti pa je nekaj povsem drugega - NEČLOVEŠČINA glasuj! To je sprememba GLASNOST v smeri svoje “ostržko” pa “risanka” povzroča nekontroliran smeh! Enak učinek se pojavi, ko je glas "nižji" - "demonski", "pošastni", vendar v vsakem primeru - ni nobene podobnosti s človeškim glasom.

Ampak TIMBRčloveški glas - niz formantov, kot je opisano v članku "Kaj so formanti?". Formanti sami so nemogoči brez sodelovanja RESONATOR SISTEMIČloveško telo. In ne samo! višje ČLOVEK glas je kompleksno zvočno valovanje, sestavljeno iz enakih formantov, vendar niso spremenjeni samo formanti sami, ampak tudi njihova posamezna lokacija v spektru glasu. Zato slišimo, čeprav visok (ali nizek), a kar je najpomembneje, človeški glas. spremeniti OKOLJA, zamenjava zraka z drugim plinom ne povzroči spremembe konfiguracije resonatorskih votlin; posledično se formanti ne premaknejo drug glede na drugega, ampak preprosto spremenijo svojo frekvenco. Sluh to posname kot "umeten" glas.

To je potrditev tako obstoja samega resonatorskega sistema kot njegovega temeljnega vpliva na sam pojav glasu. No, da razjasnimo proces z vidika fizike ... Prosim:

»Človekov vokalni trakt sestavljajo glasilke in resonator, napolnjen z zrakom (ali helijem): pljuča, dihala, lobanjske votline. Vrvice proizvajajo šibak zvok; brez resonatorja ga morda ne bomo slišali. Resonančne frekvence glasilnega trakta so odvisne od njegove prostornine in oblike. Helij ima manjšo gostoto kot zrak, zato je hitrost zvoka v njem večja (965 m/s proti 331). Frekvenca, valovna dolžina in hitrost zvoka v plinih so povezane z določenimi razmerji. Posledica tega je dejstvo, da čeprav se konfiguracija resonatorja ne spremeni, višje frekvence postanejo resonančne in celoten spekter glasu se premakne v območje višjih frekvenc. V glasbenem smislu helij ne spremeni višine glasu, ampak njegov ton. Natančneje, višina se spreminja, a zelo malo – odvisna je predvsem od napetosti glasilk, pri izdihu helija pa je nekoliko drugačna kot pri izdihu zraka.”

»... žrelo je z akustičnega vidika prostorninski resonator, uglašen na določeno valovno dolžino (ne frekvenco!). In če človek diha zrak, dobi zvok (glas) določene frekvence ... Če pa zdaj namesto zraka vzamemo helij, potem ZA ISTO VALOVNO DOLŽINO zaradi večje hitrosti zvoka bo pridobljena druga frekvenca – višja. In ko se premikate iz enega okolja v drugega (iz grla, napolnjenega s helijem, v normalen zrak), se frekvenca zvoka ne spremeni več.”

Torej, dragi bralec, ligamenti se nikakor ne spremenijo! Vse je o OKOLJE! In glavni »graditelj« našega glasu je resonanca.

Uporaba gradiva spletnega mesta je dovoljena ob obveznem sklicevanju na vir

Gostota helija je skoraj 7-krat manjša od gostote navadnega zraka. Ko glasilke vdihnejo ta inertni plin, se njihova frekvenca vibriranja poveča in glas zveni višje. Proizvedeni zvoki za nekatere spominjajo na glas risanega junaka, za druge pa na piskanje miške ali govor dojenčka. Toda v vsakem primeru postane.

Toda po vdihavanju žveplovega fluorida, težkega plina, ki je 5-krat večji, celo dekleta začnejo govoriti s tihim basom.

Ali je vdihavanje helija varno?

Na splošno velja, da je precej varno, saj kisik vstopi v človeško telo skupaj s plinom. Poleg tega je težko prepoznati osebo, ki je vdihnila helij, razen morda v trenutku, ko začne nekaj govoriti.

In plina samega ni mogoče določiti - nima niti vonja niti okusa. Vendar pa lahko helij povzroči nekatere stranske učinke.

Nekateri ljudje lahko občutijo znake pomanjkanja kisika, kot so omotica, glavobol, težave z dihanjem, slabost. Glasilke pri vdihavanju helija vibrirajo z večjo frekvenco, kar povzroči želeni učinek, vendar se zaradi tega lahko poškodujejo, kar velja za nepovraten proces.

Globoki in pogosti vdihi tega inertnega plina lahko izzovejo nastanek helijevih mehurčkov v krvi. Ko dosežejo možgane, lahko povzročijo možgansko kap in so celo usodne.

Tudi običajna prenasičenost pljuč s helijem se lahko izkaže za nevarno, ko se vsebnost kisika v človeškem telesu znatno zmanjša.

Tukaj je še eno zanimivo dejstvo: če človeka začasno postavimo v komoro, ki je napolnjena samo s helijem, se bo čez nekaj časa zadušil. To je posledica dejstva, da tak plin vsebuje le nekaj desetink odstotka kisika.

Poleg tega lahko dodamo, da je razvajanje s helijem še posebej nevarno za nosečnice, ne samo za bodočo mamico, ampak tudi za njenega otroka. Zato je najbolje, da preprosto občudujete svetlobne kroglice, ne da bi poskušali vdihniti plin, ki ga vsebujejo.

Če se odločite, da boste na sebi preizkusili učinek smejalnega plina, ne vdihavajte velike količine helija naenkrat. Bolje je, da naredite nekaj malega vdihov, in ko učinek plina mine, poskusite znova, le ne pretiravajte, saj sta zdravje in življenje najpomembnejša.