Этот трюк так же стар, как и любой другой. Вы набираете в легкие полный гелий и говорите смешным голосом, как персонаж мультфильма. И детям, и взрослым это кажется забавным, а при украшении комнаты воздушными шариками устоять практически невозможно. Однако вы никогда не задумывались, почему вдыхание гелия так резко меняет ваш голос? Некоторые считают, что газ увеличивает высоту голоса, но это не совсем верно. Это гораздо более сложный процесс, где гелий влияет на "тембр", довольно загадочное свойство звука.
Чтобы понять влияние гелия на ваш голос, вы должны сначала узнать, как работает звук. Когда мы говорим, воздух выходит из наших легких и проходит через гортань. Именно там он вступает в контакт с нашими голосовыми связками. Также известная как "голосовые складки", эта область имеет двойные складки ткани и слизистых оболочек, которые растягиваются через гортань. Когда воздух попадает на нижнюю сторону, голосовые связки вибрируют. Эта вибрация возбуждает молекулы воздуха, присутствующие в голосовом тракте, и создает резонансные частоты.
Вибрации голосовых связок влияют на высоту тона, а вибрация воздуха влияет на тембр, который является воспринимаемым качеством звука, которое отличает его от других звуковых произведений. Наконец, манипулирование голосовым трактом путем перемещения губ и языка создает различные резонансные частоты. Это то, что помогает вам издавать такие звуки, как "ах и "ох". В конце концов, когда наш голос покидает рот, он выходит в виде волн.
Как вы уже поняли, различные манипуляции и вибрации должны иметь место, чтобы создать уникальный звук вашего голоса. Однако звук, который исходит из вашего рта, может быть не тем звуком, который вы слышите. Это потому, что там, где вы выпускаете звук, он также может влиять на него. Например, типичная комната заполнена приблизительно 0,038% углекислого газа, 0,93% аргона, 20,95% кислорода, 78,08% азота и других газов в небольших количествах.
Азот, который является самым распространенным, в семь раз плотнее гелия. Звуковые волны проходят через гелий гораздо быстрее, потому что он легче воздуха. Если температура в помещении составляет 20С, звук будет распространяться по воздуху со скоростью 344 метра в секунду. Однако если помещение наполнить гелием, то тот же звук будет распространяться со скоростью 927 метров в секунду. Таким образом, вдыхая гелий, вы фактически изменяете молекулы воздуха, присутствующие в вашем голосовом тракте. Таким образом, звук вашего голоса распространяется гораздо быстрее, чем обычно.
Даже если вы можете весело проводить время с гелием, вы должны быть осторожны. Вдыхание гелия нарушает дыхание. Поскольку вы не дышите нормально, ваши легкие не получают достаточного количества кислорода, что может привести к удушью в течение нескольких минут. При вдыхании гелия, если у вас начинает кружиться голова, вы должны немедленно остановиться. Кроме того, никогда не вдыхайте гелий из резервуаров под давлением. Они имеют высокую скорость потока, что может привести к разрыву легких. Вдыхание большой массы воздуха одновременно может также привести к припадку, инсульту и даже смерти!