A hélium a hidrogén után a második legnagyobb mennyiségben előforduló kémiai elem az univerzumban. A szórakozni vágyók körében azonban ez a tehetetlen gáz biztosan tartja a pálmát. És ez nem meglepő: egy szippantás hélium, és máris Donald kacsa hangja lesz.
A hélium az inert gázok csoportjába tartozik, ami azt jelenti, hogy bizonyos fokú narkotikus hatása van. Nem tudtam? Ez rendben van! Ebben a mutatóban a hélium rosszabb, mint az összes többi nemesgáz, így az a személy, aki úgy dönt, hogy belélegzi, nem tapasztal függőséget. De nagyon is lehet szórakozni ezzel a gázzal.
Mindenki kíváncsi arra, hogy a hélium miért változtatja meg a hangot. Egyszerű: ha gáz jut be, az hatással van a hangszálakra, és összehúzódik. Az eredmény egy vékony „egér” hang. Hogy pontos legyek, minden a hang természetéről és tulajdonságairól szól.
A hélium egyértelműen a világ legszórakoztatóbb inert gáza.
Az emberi hang hanghullámok, amelyeket a hangszálak rezgése hoz létre. A hélium sűrűsége meghaladja a levegő sűrűségét, amelyet általában belélegzünk. A hang hangszíne közvetlenül ettől a sűrűségtől függ, és a szalagok rezgési frekvenciája határozza meg a kibocsátott hang magasságát. Most már világos, hogy a hélium miért változtatja meg a hangját?
Egy léggömb, egy hang... mi a közös bennük?
A történelem nem őrzi meg az első ember nevét, aki belélegzett héliumot és vicces hangon beszélt. De hűséges követői nem hagyják, hogy a hagyomány elhalványuljon, és továbbra is szórakoztat mindenkit. Nem kell más, mint egy léggömb, egy hang és egy kis képzelőerő.
Egy hélium léggömb még a legunalmasabb bulit is felpezsdíti.
A szórakozás meglehetősen biztonságos, ha nem élnek vissza vele. A hélium inert gáz, íz és szag nélkül. Ezért a héliumot belélegző személyt csak a hangjáról lehet felismerni. De senki sem fog azon gondolkodni, hogy a hélium miért változtatja meg a hangját a „felismerés” pillanatában - ez az ötlet túl vidám!
A hang a hullámok terjedése rugalmas közegben (gáz, folyadék, szilárd anyag), és valami rezgéseiből születik (satuba szorított vonalzó, hangszóró membrán, levegő csőben, húrban stb.). Minél nagyobb a rezgési frekvencia (minél nagyobb a rezgések száma másodpercenként), annál magasabb (vékonyabb) a hang. Éppen ellenkezőleg, minél alacsonyabb a rezgési frekvencia, annál alacsonyabb (durvább) a hang. Nem hallunk túl magas hangot (ultrahang, 20 kHz feletti frekvenciával). Az emberi fül a túl alacsony hangokat sem érzékeli (infrahang, 16 Hz alatti frekvenciával).
Ha belélegzi a héliumot (jobb, ha mélyen kilélegzi ezt megelőzően), akkor a szalagok nem normál légkörben lesznek, hanem hélium környezetben. A hélium nagyon könnyű gáz, amelynek sűrűsége normál körülmények között hétszer kisebb, mint a levegőé. Kevésbé sűrű környezetben a szalagok (például a húrok) magasabb frekvencián rezegnek. Képzeld el, ahogy tapsolnak a kezed a vízben és a levegőben – ahogyan a szalagok könnyebben rezegnek héliumban, mint a hétszer sűrűbb levegőben.
Feltételezhető, hogy ha belélegzik valamilyen gázt (természetesen ártalmatlan), amelynek sűrűsége nagyobb, mint a levegőé, akkor a hangja éppen ellenkezőleg, alacsonyabb lesz.
Ilyen ártalmatlan és színtelen gáz létezik, és gyakran használják fizikai bemutatókban. Ez a kén-hexafluorid (vagy kén-fluorid (VI), SF 6). Sűrűsége normál körülmények között 5-ször nagyobb, mint a levegő sűrűsége. A benne lévő szalagok kisebb frekvenciával rezegnek, ezért a hang durvább lesz.
További információként jegyezzük meg, hogy a kén-hexafluorid a nagy sűrűsége mellett nagy áttörési feszültséggel (89 kV/cm) rendelkezik, azaz nagyon jó szigetelő (ez látható a videón). Ezt a tulajdonságot a nagyfeszültségű elektrotechnikában használják, és ennek a gáznak az egyik neve - SF6 - az "elektromos gáz" rövidítése, amelyet a Szovjetunióban adtak, ahol ezt a tulajdonságot a 30-as években fedezték fel.
Az is érdekes, hogy az emberi hang milyen frekvenciákat képes előállítani. A legjobb hangok képzett, betanított énekhangok. A legalacsonyabb hangok a basszusban (80 Hz-350 Hz), a legmagasabbak a szopránban (1400 Hz-ig). Néhány énekes képes megütni a harmadik oktáv F hangját ( Az Éj Királynőjének Áriája Mozart "A varázsfuvola" című operájában) - 1396,9 Hz és még a harmadik oktáv G hangja is (ária " Io non chiedo, eterni Dei" szopránra és zenekarra, Mozart KV316) - 1568 Hz.
A legalacsonyabb vagy legmagasabb hangok eltalálására is hihetetlen rekordok születtek. Így a fül által gyakorlatilag nem hallható legalacsonyabb hangot az amerikai Tim Storms előadásában rögzítették - 8 Hz. Énekes Mariah Carey 4. oktávig (2093 Hz) énekelt egy hangot. 2014-ben országos rekordot állítottak fel Ukrajnában (Kijev) - énekes Szvetlana Podjakova 5 oktávig vitte! 2008-ban pedig Adam Lopez az ötödik oktáv C-sharp hangját játszotta, amelyhez még billentyű sincs a zongorán (a zongora jobb szélső billentyűje az 5. oktávig van) - ez több mint 4000 Hz!
És ez minden hélium és kén-hexafluorid nélkül!
A hélium sűrűsége csaknem hétszer kisebb, mint a közönséges levegőé. Ha ezt az inert gázt a hangszálak belélegzik, rezgési frekvenciájuk megnő, és a hang magasabb hangmagassággal szól. Az előállított hangok egyesek számára egy rajzfilmfigura hangjára, mások számára pedig egy egér csikorgására vagy egy baba beszédére emlékeztetnek. De mindenesetre azzá válik.
De miután belélegzik a kén-fluoridot, egy nehéz gázt, amely ötször nagyobb, még a lányok is halk basszushangon kezdenek beszélni.
Biztonságos a hélium belélegzése?
Általában meglehetősen biztonságosnak tekinthető, mivel az oxigén a gázzal együtt bejut az emberi szervezetbe. Ezenkívül nehéz felismerni azt a személyt, aki belélegzett, kivéve talán azt a pillanatot, amikor elkezd mondani valamit.
És magát a gázt lehetetlen meghatározni - nincs se szaga, se íze. A héliumnak azonban lehetnek mellékhatásai.
Egyes emberek oxigénhiány jeleit tapasztalhatják, mint például szédülés, fejfájás, légzés, hányinger. A hangszálak a hélium belélegzésekor magasabb frekvencián rezegnek, ami a kívánt hatást kiváltja, de ennek következtében megsérülhetnek, ez a folyamat visszafordíthatatlannak tekinthető.
Ennek az inert gáznak a mély és gyakori belélegzése héliumbuborékok képződését idézheti elő a vérben. Amint elérik az agyat, agyvérzést okozhatnak, és akár végzetesek is lehetnek.
A tüdő héliummal való szokásos túltelítése is veszélytelennek bizonyulhat, amikor az emberi szervezet oxigéntartalma jelentősen csökken.
Még egy érdekesség: ha egy embert ideiglenesen csak héliummal töltött kamrába helyeznek, egy idő után megfullad. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy egy ilyen gáz csak oxigéngőzt tartalmaz.
Ehhez még hozzátehetjük, hogy a kényeztetés különösen veszélyes a nőkre, nem csak a kismamára, hanem babájára is. Ezért a legjobb, ha egyszerűen megcsodálod a fénygolyókat anélkül, hogy megpróbálnád belélegezni a bennük lévő gázt.
Ha úgy dönt, hogy kipróbálja magán a nevetőgáz hatását, ne lélegezzen be egyszerre nagy mennyiségű héliumot. Jobb, ha veszünk néhány kis levegőt, és amikor a gáz hatása elmúlik, próbálkozunk újra, csak ne essünk túlzásba, mert az egészség és az élet a legfontosabb.
Úgy tűnik, hogy ennek a témának semmi köze az énekhez. Valószínűbb a kémia... Vagy a fizika... Vagy az akusztika, mint a fizika része... És mégis a hatás HÉLIUM(és nem csak ő, ahogy a cikkből megtudhatja) tovább HANG megmutatja annak a nézetnek az érvényességét, hogy hogyan keletkezik az emberi hang, és milyen törvényeknek engedelmeskedik.
Tehát, ha könnyű inert gázt - például héliumot - léggömbökből belélegzik, az ember hangja teljesen megváltozik. Nem tudsz még erről? Igen, igen, csodálatos dolgok vannak a közelben...
Nagyon viccesen hangzik! A hatás annyira érdekes, hogy még olyan híres emberek sem mentek el mellette, mint a Discovery Channel „MythBusters” című műsorának házigazdái. De!
A videó angol, de nem baj, van egy teljesen megfelelő fordítás:
„Ígérem, menő lesz, de ezt meg kell ígérned SOHA Ezt otthon nem fogod megismételni! RENDBEN? RENDBEN! És most... Mindenki tudja, hogy ha héliumot szívok be, a hangom magasabb lesz! Ez azért van, mert 6-szor könnyebb, mint a levegő, ami azt jelenti, hogy a hangszálaim gyorsabban fognak rezegni, és ettől a hangom sokkal magasabban szól!
És most... belélegzem a kén-hexafluoridot, ami hatszor nehezebb a levegőnél, és a hangom valahogy így fog szólni...
A hangom sokkal halkabban csengett...
És még mindig jól szórakozom!
EZ A TUDOMÁNY !!!»
Egy érdeklődő és kíváncsi ember természetesen szeretné tudni MIÉRT ez történik? És erre a kérdésre annyi válasz van... Az egyiket már megadták - a hangszálaim gyorsabban fognak rezegni... De tényleg így van?
Vannak más „okok” is - a levegő és a hélium nyomásának különbsége, a hangszalagok „összenyomódása”, és még az is, hogy INERT(!) gáz valahogy befolyásolja a SZERKEZET hangszalagok! Elképesztő!
Az emberek nem ismerik a fizikát... Egyáltalán nem...
De az igazi ok meglehetősen egyszerű, és a tudomány már régóta tanulmányozta. Igen, az igazság kedvéért el kell ismerni, hogy a nem levegő, hanem hélium (és persze kén-hexafluorid) közegben működő szalagok kicsit gyorsabban (lassabban) rezegnek. De csak EGY KIS! És az oszcilláció sebességének ilyen mértékű változása semmilyen módon nem befolyásolhatja a hangot OLYAN SZÖRNYES! A fő tényező más.
Gondoljon bele, ha maguk a hangszálak valamilyen hatást tapasztalnának, akkor a hang lehet magasabb vagy alacsonyabb, de a hangszíne nem változna! A hang még mindig ott lenne EMBERI, bár alacsonyabb vagy magasabb. De valami egészen más figyelhető meg - EMBERTELENSÉG szavazás! Ez a változás HANGERŐ„pinokkiója” irányában „rajzfilmszerűsége” fékezhetetlen nevetést kelt! Ugyanez a hatás jelentkezik, amikor a hang „lehalkított” – „démoni”, „szörnyű”, de mindenesetre – semmiféle hasonlóság nincs az emberi hanghoz.
De TIMBRE emberi hang - formánsok halmaza, amint azt a „Mik azok a formánsok? . Maguk a formánsok lehetetlenek részvétel nélkül REZONÁTOR RENDSZEREK emberi test. És nem csak! Magasabb EMBERI a hang egy összetett hanghullám, amely azonos formánsokból áll, de nemcsak maguk a formánsok módosulnak, hanem egyéni elhelyezkedésük is a hang spektrumában. Ezért hallunk, bár magas (vagy alacsony), de ami a legfontosabb, emberi hangot. változás KÖRNYEZETEK, a levegő más gázzal való helyettesítése nem vezet a rezonátorüregek konfigurációjának megváltozásához, ennek következtében a formánsok nem tolódnak el egymáshoz képest, hanem egyszerűen megváltoztatják a frekvenciájukat. A fül ezt „mesterséges” hangként rögzíti.
Ez megerősíti mind magának a rezonátorrendszernek a létezését, mind pedig magára a hangjelenségre gyakorolt alapvető hatását. Nos, hogy tisztázzuk a folyamatot a fizika szemszögéből... Ha kérem:
„Az emberi hangrendszer hangszálakból és levegővel (vagy héliummal) töltött rezonátorból áll: tüdőből, légutakból, koponyaüregekből. A zsinórok gyenge hangot generálnak, ha nincs rezonátor, nem halljuk. A hangcsatorna rezonanciafrekvenciái annak térfogatától és alakjától függenek. A hélium sűrűsége kisebb, mint a levegő, így a hangsebesség is nagyobb benne (965 m/s versus 331). A gázokban a hang frekvenciája, hullámhossza és sebessége bizonyos összefüggésekkel függ össze. Ez azt eredményezi, hogy bár a rezonátor konfigurációja nem változik, a magasabb frekvenciák rezonánssá válnak, és a hang teljes spektruma a magasabb frekvencia tartományba tolódik el. Zenei értelemben a hélium nem a hang magasságát, hanem a hangszínét változtatja meg. Pontosabban a magasság változik, de nagyon keveset - ez elsősorban a hangszalagok feszültségétől függ, és hélium kilégzéskor kissé eltér, mint a levegő kilégzésekor.
„... a garat akusztikai szempontból egy bizonyos hullámhosszra (nem frekvenciára!) hangolt térfogati rezonátor. És ha az ember levegőt lélegzik, akkor egy bizonyos frekvenciájú hang (hang) keletkezik... De ha most levegő helyett héliumot veszünk, akkor UGYANAZON HULLÁMHOSSZON a nagyobb hangsebesség miatt más frekvenciát kapunk - magasabbat. És amikor egyik környezetből a másikba (héliummal teli torokból a normál levegőbe) kerülünk, a hang frekvenciája már nem változik.”
Van egy trükk, ami sokszor látható a YouTube videóin. Ezeket a videókat a „hélium” és a „hang” szavakra keresve találhatja meg. Azt látjuk, hogy miután az ember belélegzi a héliumgázt, a hangja megváltozik, nevetségesen csikorgóvá válik. Ha az ember belélegzi egy másik gázt, a kén-hexafluoridot, amely nehezebb a levegőnél, hangja mélyhangot vesz fel, ami szintén szokatlan, és ezért vicces.
Mi az oka ennek a jelenségnek?
De először válaszoljunk arra a kérdésre, hogy miért tudunk egyáltalán beszélni. Egyáltalán hogyan jön létre egy hang?
Ez akkor történik, amikor a levegő a tüdőből a légcsövön keresztül a gégebe jut. A gégeben, hozzávetőlegesen a közepén, van egy szűkület, ahol a hangszálak találhatók, amelyek valójában hangot generálnak. A hangszálak két vízszintes redő, amelyek között egy nyílás, az úgynevezett glottis. Ha a hangszálak vibrálnak, miközben a tüdőből származó levegő áthalad rajtuk, hang keletkezik. A hangszálak sokféle mozgást képesek létrehozni. Lezárhatják, összekapcsolhatják, megváltoztathatják hosszukat és vastagságukat, ezáltal sokféle hangot adnak ki.
De maguk a szalagok nagyon gyengék. Ezért az általuk kibocsátott hang nagyon halk. Ennek a hangnak a felerősítéséhez rezonátorra van szükség. A garat rezonátor szerepét tölti be az emberi hangrendszerben. A garat terjedelmes. A szájnyílás felé nyílik. A garat alakja szabálytalan, de ezt a formát a természet olyan okosan „kiszámolta”, hogy fokozza a levegő gyenge rezgéseit, amelyek a hangszálakat generálják és a szájból a hallgató felé irányítják. A garat közvetlenül a koponya csontjai mellett található. Ennek eredményeként hangunk nem annyira a levegőn, mint inkább a koponyacsonton keresztül jut el a fülünkhöz. Furcsa hatás társul ehhez: a saját hangunkat másképp halljuk, mint ahogy a körülöttünk élők.
Tehát az emberi hangcsatorna nagyon hasonlít bármely hangvisszaadó készülékhez: hangrezgés-generátort (hangszálakat) és rezonátorerősítőt (garat) tartalmaz. Az orr és a száj, valamint a szájban található nyelv, ajkak és szájpadlás részt vesz az artikulációban. Nekik köszönhetően az ember megváltoztatja a hangszálak által generált és a garat által felerősített hangokat, és kiejti a szavakat. Ha egy rádióadóval vonunk analógiát, akkor a fő jelet információs jel modulálja.
Mi történik, ha az ember belélegzi a héliumgázt, és beszélni kezd? Tekintettel arra, hogy a hélium könnyebb a levegőnél, a hangszálak a gáz környezetében kicsit gyorsabban rezegnek. De nem ettől a változástól fogva emelkedik olyan jelentősen a hangszín.
De a garatunk számára, amely, mint már említettük, rezonátorként működik, a hangátviteli közeg természetében bekövetkezett változás jelentős. Végül is a garat rezonanciafrekvenciái annak alakjától és térfogatától függenek. A levegő héliummal való helyettesítésekor a hangsebesség a rezonátorban majdnem megháromszorozódik, 331 m/s-ról 965 m/s-ra. De a rezonátor konfigurációja nem változott. Ezért a rezonátor most más, magasabb frekvenciákon lép rezonanciába (és ezért felerősödik). A héliumot „kortyolgató” személy szájából kilépő hangok magasabb frekvenciák felé tolódnak el. A hang nyikorgóbb lesz.
Ha könnyű hélium helyett levegőnél nehezebb gázt lélegzünk be, amelyben a hangsebesség kisebb, az a garattal rezonál, ami azt jelenti, hogy az alacsonyabb frekvenciájú hangrezgések felerősödnek. A hang az alacsony frekvenciák felé tolódik el, és természetellenesen érdes lesz.
Mindezeket a csodákat így magyarázzák.
