Какой газ делает голос ниже. Почему от гелия голос меняется

Казалось бы, эта тема не имеет к вокалу никакого отношения. Скорее к химии… Или физике… Или акустике, как части физики… И все-таки влияние ГЕЛИЯ (и не только его одного, как вы узнаете из статьи) на ГОЛОС показывает справедливость взгляда на то, как возникает человеческий голос и каким закономерностям подчиняется.

Итак, при вдыхании легкого инертного газа – гелия, например, из воздушных шариков, у человека совершенно изменяется голос. Вы еще не знаете об этом? Да-да, удивительное – рядом…

Звучит, действительно, смешно! Эффект настолько интересный, что мимо не прошли даже такие известные лица, как ведущие передачи «Разрушители мифов» на телеканале «Дискавери». Но!

Ролик на английском языке, но это не страшно, есть вполне подходящий перевод:

«Я обещаю что будет круто, но вы должны пообещать что НИКОГДА не будете повторять это дома! Ладно? Ладно! А сейчас… Все знают, что мой голос будет звучать выше, если я вдохну гелий! Это потому что он в 6 раз легче воздуха, что означает, что мои голосовые связки будут колебаться быстрее, и это заставляет мой голос звучать намного выше!
А сейчас… Подышу гексафторидом серы, который в 6 раз тяжелее воздуха, и голос будет звучать примерно так...
Мой голос звучал намного ниже…
И вообще я до сих пор веселюсь!
ЭТО – НАУКА !!!»

Пытливому и любопытному человеку, естественно, хотелось бы знать, ПОЧЕМУ такое происходит? И вот на этот вопрос каких только ответов не бывает… Один из них уже дан – мои голосовые связки будут колебаться быстрее… Но, так ли это на самом деле?

Встречаются и другие «причины» - разница давлений воздуха и гелия, «сжатие» голосовых связок и даже то, что ИНЕРТНЫЙ (!) газ каким-то образом влияет на само СТРОЕНИЕ голосовых связок! Уму непостижимо!

Вот не знают люди физики… Совсем…

А истинная-то причина вполне проста и давно изучена наукой. Да, справедливости ради нужно признать, что связки, работающие в среде не воздуха, а гелия (и, разумеется, гексафторида серы) колеблются чуть быстрее (медленнее). Но только ЧУТЬ ! И эта степень изменения скорости колебаний уж никаким образом не может повлиять на голос СТОЛЬ ЧУДОВИЩНО ! Основной фактор в другом.

Подумайте сами, ведь если бы какое-либо воздействие испытывали сами голосовые связки, то голос мог бы быть выше или ниже, но при этом не изменился бы его тембр! Голос все равно был бы ЧЕЛОВЕЧЕСКИМ , хоть и более низким или высоким. А наблюдается совсем другое – НЕЧЕЛОВЕЧНОСТЬ голоса! Именно изменение ТЕМБРА в сторону его «буратинности», «мультяшности» вызывает неудержимый смех! Тот же эффект и при «понижении» голоса – «демоничность», «чудовищность», но в любом случае – не наблюдается сходство с голосом человека.

Но ТЕМБР человеческого голоса – набор формант, как об этом рассказано в статье «Что такое форманты?» . Сами же форманты невозможны без участия РЕЗОНАТОРНОЙ СИСТЕМЫ человеческого организма. И не только! Более высокий ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ голос – это сложная звуковая волна, состоящая из тех же формант, но видоизменяются не только сами по себе форманты, а и их индивидуальное расположение в спектре голоса. Поэтому мы слышим хоть и высокий (или низкий), но, главное, человеческий голос. Изменение же СРЕДЫ , замена воздуха на другой газ не приводит к изменению конфигурации резонаторных полостей, как следствие, форманты не сдвигаются относительно друг друга, а просто меняют свою частоту. Слух фиксирует это как «искусственность» голоса.

Вот в этом заключается подтверждение как существования самой резонаторной системы, так и ее основополагающего влияния на сам феномен голоса. Ну а уточнения процесса с точки зрения физики… Извольте:

«Речевой тракт человека состоит из голосовых связок и резонатора, наполненного воздухом (или гелием): легкие, дыхательные пути, черепные полости. Связки генерируют слабый звук, без резонатора мы могли бы его и не услышать. Резонансные частоты голосового тракта зависят от его объема и формы. Гелий имеет меньшую плотность, чем воздух, поэтому скорость звука в нем выше (965 м/с против 331). Частота, длина волны и скорость звука в газах связаны определенными соотношениями. Это приводит к тому, что, хотя конфигурация резонатора не меняется, резонансными становятся более высокие частоты, и общий спектр голоса смещается в область более высоких частот. Выражаясь музыкальными понятиями, гелий меняет не высоту голоса, а его тембр. Точнее, высота меняется, но очень мало – она зависит в основном от натяжения голосовых связок, а при выдыхании гелия оно немного иное, чем при выдыхании воздуха.»

«… глотка - это, с точки зрения акустики, объёмный резонатор, настроенный на определённую длину волны (не частоту!). И если человек дышит воздухом, то получается звук (голос) определённой частоты… Но если теперь вместо воздуха взять гелий, то ДЛЯ ТОЙ ЖЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ из-за более высокой скорости звука получится другая частота - более высокая. А при переходе из одной среды в другую (из заполненной гелием глотки в нормальный воздух) частота звука уже не меняется.»

В разделе на вопрос Почему из-за гелия меняется голос? и какой газ делает голос грубым? заданный автором Їувачёк на BMX лучший ответ это Гелий в 7 раз легче воздуха, звук идет в 3 раза быстрее, в водороде в 4 раза быстрее. Частота выше звуковых колебаний. Грубым голос делают тяжелые газы-ксенон, криптон, гексафторид серы

Ответ от Бросок [гуру]
При поступлении внутрь газ воздействует на голосовые связки, заставляя их сжиматься. Результат – тоненький «мышиный» голосок. А если быть точным, то все дело в природе и свойствах голоса.
Человеческий голос – это звуковые волны, создаваемые колебанием голосовых связок. Плотность гелия превосходит плотность воздуха, которым мы обычно дышим. Тембр голоса напрямую зависит от этой самой плотности, а частота колебаний связок определяет высоту издаваемого звука.
Соответственно любой газ, который тяжелее воздуха делает голос грубее.
Газ под названием гексафторид серы. Если гелий намного легче воздуха, то гексафторид серы в 6 раз тяжелее воздуха. Вдыхание этого газа «огрубляет» голос, делает его низким и скрежещущим.

Ответ от христосоваться [гуру]
Табачок

Есть такой фокус, который можно многократно увидеть на роликах в ютубе. Эти ролики можно отыскать, если сделать поиск по словам «гелий» и «голос». Мы видим, что после того, как человек вдыхает газ гелий его голос изменяется, становится до смешного пискливым. Если же человек вдыхает другой газ, гексафторид серы, который тяжелей воздуха, его голос приобретает басовые тона, что тоже необычно и потому смешно.

В чем причина этого явления?

Но прежде ответим на вопрос, благодаря чему мы вообще можем говорить. Как вообще возникает голос?

Происходит это когда воздух проходит из легких через трахею в гортань. В гортани, приблизительно посередине ее, имеется сужение, где размещаются голосовые связки, которые собственно и генерируют звук. Голосовые связки представляют собой две горизонтальные складки, между которыми имеется отверстие, которое называется голосовой щелью. Если голосовые связки при прохождении через них воздуха из легких вибрируют, возникает звук. Голосовые связки могут производить самые разнообразные движения. Они могут смыкаться, соединяться, изменять свою длину и толщину, производя тем самым разнообразнейшие звуки.

Но сами связки очень слабые. Поэтому производимый ими звук весьма тихий. Для усиления этого звука необходим резонатор. Роль резонатора в речевом тракте человека выполняет глотка. Глотка объемна. Она открывается в сторону ротового отверстия. Форма глотки неправильная, но эта форма так хитро «рассчитана» природой, что усиливает слабые колебания воздуха, которые генерируют голосовые связки, и направляет их изо рта в сторону слушателя. Глотка находится непосредственно рядом с костями черепа. Вследствие этого, наш голос до нашего уха идет не столько по воздуху сколько по нашей черепной кости. С этим связан странный эффект: мы слышим собственный голос не так, как его слышат окружающие нас люди.

Итак, речевой тракт человека очень похож на любой звуковоспроизводящий аппарат: в нем имеется генератор звуковых колебаний (голосовые связки) и усилитель-резонатор (глотка). Нос и рот, а также находящиеся во рту язык, губы и небо задействованы при артикуляции. Благодаря им человек изменяет звуки, генерируемые голосовыми связками и усиливаемые глоткой, и произносит слова. Если провести аналогию с радиопередатчиком, происходит модуляция основного сигнала информационным.

Что же происходит, когда человек вдыхает газ гелий и начинает разговаривать? Благодаря тому, что гелий легче воздуха голосовые связки в среде этого газа будут колебаться чуть-чуть быстрее. Но не из-за этого изменения тон голоса поднимается так существенно.

А вот для нашей глотки, которая, как уже было сказано, работает резонатором, изменение природы звукопередающей среды существенно. Ведь резонансные частоты глотки зависят от ее формы и объема. При замене воздуха гелием, скорость звука в резонаторе увеличивается почти втрое, с 331 м/с до 965 м/с. А вот конфигурация резонатора не изменилась. Поэтому входить в резонанс (а значит, усиливать) резонатор теперь будет другие, более высокие частоты. Все звуки, выходящие изо рта человека, «хлебнувшего» гелия, сместятся в сторону более высоких частот. Голос станет более писклявым.

Если же вместо легкого гелия вдохнуть газ более тяжелый, чем воздух, в котором скорость звука меньше, резонировать с глоткой, а значит, усиляться будут звуковые колебания, имеющие меньшую частоту. Голос сместится в сторону низких частот и станет неестественно грубым.

Вот так вот и объясняются все эти чудеса.

Звук есть распространение волн в упругой среде (газе, жидкости, твёрдом теле) и рождается от колебаний чего либо (зажатой в тисках линейки, мембраны громкоговорителя, воздуха в трубе, струны и т. д.). Чем больше частота колебаний (больше число колебаний в секунду), тем звук выше (тоньше). Наоборот, чем меньше частота колебаний, тем звук ниже (грубее). Слишком высокий звук (ультразвук, с частотой выше 20 кГц) мы не слышим. Слишком низкий звук (инфразвук, с частотой ниже 16 Гц) человеческое ухо тоже не воспринимает.

Если вдохнуть гелий (перед этим лучше сделать глубокий выдох), то связки будут находиться не в обычной воздушной среде, а в гелиевой. Гелий - это очень лёгкий газ, имеющий в нормальных условиях плотность в 7 раз меньшую, чем у воздуха. В менее плотной среде связки (как и струны, например) колеблются с большей частотой. Представьте, что вы хлопаете в ладоши в воде и в воздухе - вот так же связкам легче колебаться в гелии, чем в воздухе, плотность которого в семь раз больше.

Можно сделать предположение, что если подышать каким-нибудь газом (безвредным, конечно же), плотность которого больше, чем у воздуха, то голос, наоборот, станет ниже.

Такой безопасный и бесцветный газ существует и часто используется в физических демонстрациях. Это гексафторид серы (или фторид серы (VI), SF 6). Его плотность при нормальных условиях в 5 раз выше плотности воздуха. Связки в нём колеблются с меньшей частотой и голос поэтому становится грубее.

Отметим в качестве дополнительной информации, что кроме высокой плотности, гексафторид серы имеет высокое пробивное напряжение (89 кВ/см), т. е. является очень хорошим изолятором (это показано в видеоролике). Это его свойство используется в высоковольтной электротехнике, а одно из названий этого газа - элегаз - есть сокращение от "электрический газ", которое было дано в СССР, где в 30-х годах это его свойство было открыто.

Также интересно знать, какие вообще частоты способен издавать человеческий голос. Лучшими голосами являются тренированные, поставленные певческие голоса. Самые низкие звуки у баса (80 Гц-350 Гц), самые высокие - у сопрано (до 1400 Гц). Некоторые певицы способны взять ноту фа третьей октавы (ария Царицы ночи в опере Моцарта "Волшебная флейта") - 1396,9 Гц и даже ноту соль третьей октавы (ария "Io non chiedo, eterni Dei " для сопрано и оркестра, Моцарт KV316) - 1568 Гц.

Существуют и невероятные рекорды взятия самых низких или самых высоких нот. Так, самая низкая нота, практически не слышная ухом, зафиксирована в исполнении Тима Стормса из США - 8 Гц. Певица Мэрайя Кэри спела ноту до 4-й октавы (2093 Гц). В 2014 году на Украине (в Киеве) был установлен национальный рекорд - певица Светлана Подьякова взяла до 5 октавы! А в 2008 году Адам Лопез взял ноту до-диез пятой октавы, для которой даже нет клавиши на рояле (самая правая клавиша рояля - до 5-й октавы) - это больше 4000 Гц!

И это без всякого гелия и гексафторида серы!

Гелий – второй по распространенности химический элемент во вселенной после водорода. Однако среди любителей "поприкалываться" этот инертный газ, безусловно, удерживает пальму первенства. И неудивительно: одна затяжка гелием - и вам в пору озвучивать Дональда Дака.

Гелий относится к группе инертных газов, а значит, обладает определенной степенью наркотического воздействия. Не знали? Ничего страшного! По этому показателю гелий уступает всем остальным благородным газам, так что человеку, решившему им надышаться, не испытать привыкания. А вот повеселить компанию с помощью этого газа очень даже можно.

Всем интересно, почему от гелия меняется голос. Все просто: при поступлении внутрь газ воздействует на голосовые связки, заставляя их сжиматься. Результат – тоненький «мышиный» голосок. А если быть точным, то все дело в природе и свойствах голоса.

Гелий, безусловно, самый “веселый” в мире инертный газ

Человеческий голос – это звуковые волны, создаваемые колебанием голосовых связок. Плотность гелия превосходит плотность воздуха, которым мы обычно дышим. Тембр голоса напрямую зависит от этой самой плотности, а частота колебаний связок определяет высоту издаваемого звука. Теперь понятно, почему от гелия меняется голос?

Воздушный шарик, голос… что общего?

История не сохранила имени первого человека, надышавшегося гелием и заговорившего забавным голосом. Но его верные последователи не дают угаснуть традиции и продолжают веселить всех вокруг. Все, что для этого нужно – воздушный шарик, голос и немного фантазии.

Воздушный шарик с гелием оживит даже самую скучную вечеринку

Развлечение достаточно безопасное, если не злоупотреблять. Гелий – инертный газ без вкуса и запаха. Поэтому человека, надышавшегося гелием, можно распознать только по голосу. А вот почему гелий меняет голос в момент «распознавания» думать никто не будет – уж слишком уморительное это представление!