ヘリウムを吸うと声がおかしくなるのはなぜ?

ヘリウムの原子番号は 2 で、原子量は 4.002602 です。その沸点と融点 - それぞれ -452.1°F と -458.0°F は、元素の中で最も低いです。これは、既知の宇宙で (水素に次いで) 2 番目に豊富な元素です。そして、それを吸うと、あなたの声が本当に面白く聞こえます。その理由は次のとおりです。

音のクラッシュコース

あなたが話すとき、空気は肺から上向きに喉頭を通って移動し、喉頭で声帯 (または声帯) と合流し、喉頭を横切って水平に伸ばされた粘膜の二重の内部層が喉頭の下側に当たり、振動を引き起こします。コードの振動は、声道の空気分子を励起し、共鳴周波数を設定します。声帯の振動は、声のピッチ (知覚される音の基本周波数) に影響を与えます。声道の空気の振動は、声の音色に影響を与えます (さまざまなタイプのサウンド生成を区別するサウンドの品質。後で重要になることを忘れないでください)。そして、声道の操作 — 舌や唇などを動かす — は、さまざまな共鳴周波数を作り出し、「オー」のようなさまざまなスピーチの音を作ることを可能にします??と「ああ。」??あなたの声は、媒体を介して伝達される圧力の振動である波の形で最終的に口から出ます。

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Voice, Meet Helium

あなたの声に影響を与える振動や操作に加えて、あなたが話しているときに他の人が何を聞くかは、音が作成される空間に含まれるものにも部分的に依存します。誰かと話している部屋を満たす空気は、およそ 78.08% の窒素、20.95% の酸素、0.93% のアルゴン、0.038% の二酸化炭素、およびその他の微量のガスで構成されています。私たちの空気の大部分を占める窒素の質量は、ヘリウムの約 7 倍です。ヘリウムは空気より軽いため、音波はより速く伝わります。華氏 68 度の部屋では、音は空気中を 1 秒あたり 344 メートル、ヘリウムを介して 1 秒あたり 927 メートルで伝わります。ヘリウムを吸入すると、声道内のガス分子の種類が変化し、声の速度が速くなります。

ヘリウムは声の高さを変化させると考える人もいますが、声帯の振動周波数は、周囲のガス分子の種類によって変化するわけではありません。声道がヘリウムで満たされている場合、声帯は通常と同じ周波数で振動しています。空気より軽いヘリウム分子によって音が速く伝わり、共鳴音が変化するため、実際に変化するのは音色 (さまざまなタイプの音を区別する音の質であり、音質またはトーン カラーとも呼ばれます) です。高周波数の音への反応を高め、低音への反応を抑えることで、声道を調整します。あなたの声はフラットになり、ドナルドダック風になり、リスナーはこれをピッチの変化として認識します。

ガスをもっと楽しく

ヘリウムのような軽いガスがきしむような声を出す場合、空気より重いガスが低い共鳴周波数を増幅し、それをより深く豊かにすると考えるかもしれません (ドナルド ダックとバリー ホワイトをトレードします)。 .あなたは正しいでしょう。キセノンや六フッ化硫黄などのガスは、音速を遅くし、声道の共鳴周波数を下げます。

ガスで楽しくない

結果は面白いですが、ヘリウムを吸入することはあまり良いことではありません。吸い込んでいると、通常の呼吸に必要な酸素が得られません。ヘリウムを継続的に吸入すると、数分以内に窒息する可能性があります。数回の吸入から得られるふらつき感は、休憩が必要な兆候です。そして、それらの加圧タンクからヘリウムを直接吸入しないでください。流量が多いと、肺組織が破裂したり、濃縮ガスが血流に送り込まれたりする可能性があり、その後、脳に滞留して脳卒中、発作、死に至る可能性があります。

この話はもともと2009年に登場しました。