Hel
Hel jest gaz szlachetny, który ma wiele specyficzne właściwości. W szczególności pozwala zmienić głos danej osoby, czyniąc go piskliwym, jak postać z kreskówki. Dlaczego jednak tak się dzieje i jakie inne właściwości ma ten gaz? Czy wdychanie jest bezpieczne i czy tak może być skutki uboczne? Jak długo badano tę substancję i gdzie jest ona stosowana?
Hel jest używany na wiele sposobów, najłatwiej go znaleźć u sprzedawców balony którzy aktywnie z niego korzystają. Jest to substancja dobrze zbadana, o której można powiedzieć naprawdę wiele.
Cechy helu
Hel jest gazem obojętnym i posiada wszystkie cechy charakterystyczne dla tej grupy. Nie ma typowego zapachu ani smaku, jest bezbarwny, a chmura helu nie będzie różnić się wyglądem od otaczającego powietrza. Pierwiastek ma cechę, która jest utrwalona tylko w nim - w temperaturze -268,9 stopnia Celsjusza ulega upłynnieniu, jednak aby osiągnąć przemianę w stan stały w zwykłych ziemskich warunkach to się nie uda. Aby to zrobić, musisz nie tylko obniżyć temperaturę do 1 K, ale także ją zwiększyć Ciśnienie atmosferyczne do 25 atmosfer. Ale to nie ma nic wspólnego ze zdolnością gazu do zmiany głosu człowieka.
W kontekście rozważanego zagadnienia bardziej interesująca okaże się inna cecha tej substancji. Hel jest wyjątkowo lekkim gazem, jedynym lżejszym gazem jest wodór. Występuje bardzo powszechnie w przyrodzie, stanowiąc około 23 procent wszystkich substancji występujących w organizmie znane człowiekowi Wszechświat. Materia rodzi się w gwiazdach, kiedy fuzja nuklearna. Gaz ten jest 7 razy mniej gęsty niż powietrze atmosfera ziemska, będąc drugim najłatwiejszym spośród wszystkich istniejących. Wyprzedza go już tylko wodór.
: Dokładnie niska gęstość sprawia, że hel jest interesujący dla sprzedawców balonów. Wypełniam to Balony ludzie dają im możliwość wzniesienia się w niebo. Dzięki gazowi w niebo można wznieść nie tylko balony, ale całe sterowce. Materia o mniejszej gęstości ma tendencję do unoszenia się, takie są prawa fizyki.
Jak gaz zmienia Twój głos?
Aby zrozumieć kwestię zmian głosu pod wpływem helu, należy wziąć pod uwagę fakt jego małej gęstości i rozważyć jeszcze jeden niuans - w jaki sposób dana osoba potrafi wytwarzać dźwięki i mowę. Każdy rodzaj dźwięku, łącznie z ludzkim głosem, jest wibracją. Dotyczący ludzka mowa– te dźwięki powstają podczas ruchu struny głosowe które znajdują się w krtani. Barwę głosu kształtuje częstotliwość wibracji; im wyższy jest ten wskaźnik, tym wyższy jest głos.
W normalnym środowisko powietrzne głos osoby pozostaje znajomy, dźwięki są wytwarzane i przekazywane w standardowy sposób. Ale jeśli zmienią się wskaźniki środowiskowe, to głos też może się zmienić – w sposób znaczący lub nieistotny. Niektórzy zauważają, że głosy mogą brzmieć nieco inaczej nawet w gęstej mgle, gdy zmienia się wilgotność otoczenia. I tak nie jest Subiektywna opinia. Podczas wdychania gazu obojętnego struny głosowe ulegają uciskowi, a częstotliwość ich wibracji znacznie wzrasta. Wraz ze wzrostem częstotliwości oscylacji zmienia się również głos, staje się wyższy i zabawny.
Jest substancja, która daje efekt odwrotny. Jeśli wdychasz dwutlenek siarki, Twój głos będzie brzmiał niżej, kobiecy głos będzie postrzegany jako męski bas. Jest to jeden z gazów ciężkich, jego gęstość jest 5 razy większa niż gęstość powietrza.
Czy hel jest bezpieczny?
W Ogólny zarys wdychanie helu można uznać za stosunkowo bezpieczną rozrywkę, jeśli oddycha się nie tylko nim, ale także zwykłym powietrzem i nie oddaje się rozrywkom ze szczególną gorliwością. Przecież w W przeciwnym razie dostępny głód tlenu. Pierwszymi objawami są nudności, zawroty głowy, ból głowy, problemy z oddychaniem. Ponadto nie należy tego robić regularnie, ponieważ istnieje ryzyko uszkodzenia strun głosowych. Należy się nimi zająć; uszkodzenia w tym obszarze mogą być nieodwracalne, rujnując głos lub uniemożliwiając mówienie. Aparat głosowy człowieka jest bardzo wrażliwy.
Nie wdychaj helu głęboko ani nie wdychaj go przez długi czas, w przeciwnym razie we krwi mogą tworzyć się pęcherzyki gazu, powodując ryzyko udaru. Niebezpieczne jest także przesycenie płuc helem zamiast tlenu.
Taka rozrywka jest ryzykowna dla kobiet w ciąży i małych dzieci, zdecydowanie nie powinny one wdychać helu. Dorośli i zdrowi ludzie Warto brać tylko płytkie oddechy, kilka lub trzy na raz, gdyż to wystarczy, aby uzyskać efekt wysokiego głosu. Kiedy głos znów stanie się normalny, możesz spróbować powtórzyć wydarzenie jeszcze dwa lub trzy razy.
Zatem głos zmienia się ze względu na fakt, że hel ma znacznie mniejszą gęstość niż powietrze. W takich warunkach struny głosowe człowieka pracują inaczej; głos staje się znacznie wyższy. Wdychanie helu w celu uzyskania efektu kreskówkowego głosu jest całkiem zabawną czynnością, ale należy to robić z umiarem, aby zachować zdrowie.
Dźwięk to rozchodzenie się fal w ośrodku sprężystym (gaz, ciecz, ciało stałe) i rodzi się z drgań czegoś (linijki zaciśniętej w imadle, membrany głośnika, powietrza w rurze, sznurka itp.). Im wyższa częstotliwość oscylacji ( większa liczba drgań na sekundę), tym wyższy dźwięk (cieńszy). I odwrotnie, im niższa częstotliwość wibracji, tym niższy (bardziej szorstki) dźwięk. Nie usłyszymy zbyt wysokiego dźwięku (ultradźwięków o częstotliwości powyżej 20 kHz). Ucho ludzkie nie jest w stanie odbierać także dźwięków zbyt cichych (infradźwięki, o częstotliwości poniżej 16 Hz).
Jeśli wdychasz hel (lepiej wcześniej wykonać głęboki wydech), wówczas więzadła nie będą w normalnym środowisku powietrznym, ale w środowisku helu. Hel jest bardzo lekki gaz, mając w normalne warunki gęstość jest 7 razy mniejsza niż gęstość powietrza. W mniej gęstym środowisku więzadła (na przykład struny) wibrują z wyższą częstotliwością. Wyobraź sobie, że klaszczesz w wodzie i w powietrzu – tak jak więzadła łatwiej wibrują w helu niż w powietrzu, które jest siedmiokrotnie gęstsze.
Można założyć, że jeśli wdychasz jakiś gaz (oczywiście nieszkodliwy), którego gęstość jest większa niż gęstość powietrza, wtedy twój głos, wręcz przeciwnie, stanie się niższy.
Tak bezpiecznie i bezbarwny gaz istnieje i jest często używany w demonstracjach fizycznych. Jest to sześciofluorek siarki (lub fluorek siarki (VI), SF 6). Jego gęstość w normalnych warunkach jest 5 razy większa niż gęstość powietrza. Więzadła w nim wibrują z mniejszą częstotliwością, przez co głos staje się bardziej szorstki.
Uwaga jako Dodatkowe informacje co oprócz duża gęstość, sześciofluorek siarki ma wysokie napięcie przebicia (89 kV/cm), czyli jest bardzo dobrym izolatorem (co widać na filmie). Właściwość tę wykorzystuje się w elektrotechnice wysokiego napięcia, a jedna z nazw tego gazu – SF6 – jest skrótem od „gazu elektrycznego”, który nadano w ZSRR, gdzie tę właściwość odkryto w latach 30. XX wieku.
Interesujące jest również wiedzieć, jakie częstotliwości jest w stanie emitować. ludzki głos. Najlepsze głosy są przeszkoleni, dostarczeni śpiewające głosy. Najniższe dźwięki występują w basie (80 Hz-350 Hz), najwyższe w sopranie (do 1400 Hz). Niektórzy śpiewacy potrafią uderzyć nutę F w trzeciej oktawie ( Aria Królowej Nocy w operze Mozarta magiczny flet") - 1396,9 Hz, a nawet nuta G trzeciej oktawy (aria " Io non chiedo, eterni Dei" na sopran i orkiestrę, Mozart KV316) - 1568 Hz.
Istnieją również niesamowite rekordy w osiąganiu najniższych i najwyższych nut. Tym samym najniższą nutę, praktycznie niesłyszalną dla ucha, zarejestrowano w wykonaniu Tima Stormsa z USA – 8 Hz. Piosenkarz Mariah Carey zaśpiewał nutę do czwartej oktawy (2093 Hz). W 2014 roku na Ukrainie (Kijów) ustanowiono rekord kraju - piosenkarka Swietłana Podyakowa zajęło to aż 5 oktaw! A w 2008 roku Adam Lopez zagrał nutę cisową piątej oktawy, dla której na fortepianie nie ma nawet klawisza (najbardziej prawy klawisz fortepianu sięga do 5 oktawy) - to ponad 4000 Hz!
I to bez helu i sześciofluorku siarki!
Zapewne każdy z nas wie, że jeśli wdychasz odrobinę gazu z balonu wypełnionego helem, Twój głos stanie się cieńszy i będzie brzmiał śmiesznie. Ale nie każdy potrafi odpowiedzieć, dlaczego hel zmienia głos podczas wdychania gazu?! A wszystko dlatego, że hel ma znacznie niższą gęstość. Struny głosowe wibrują elastycznie w przepływającym powietrzu. A ponieważ gęstość helu jest siedmiokrotnie mniejsza od powietrza, oznacza to, że znacznie mniej obciąża więzadła, przez co wibrują one z większą częstotliwością, a głos staje się piskliwy i zabawny.
Przyjrzyjmy się teraz bliżej, jak i dlaczego hel zmienia Twój głos. Mechanika ludzkiego głosu jest niesamowitym zjawiskiem biologicznym. Wszystko zaczyna się od tego, że powietrze dostaje się do płuc przez krtań, a następnie w formie dwutlenek węgla ponownie opuszcza płuca przez krtań. Można tym manipulować na kilka sposobów. Na przykład możesz wypuścić powietrze, a inni słyszą jedynie dźwięk oddechu. Jeśli chcesz coś powiedzieć, w grę wchodzą mięśnie krtani i strun głosowych.
Powietrze w płucach sprzyja rozluźnieniu przepony. Następnie przechodzi przez tchawicę i wchodzi do małego otworu, który ma po obu stronach dwa fałdy skóry (struny głosowe) w kształcie litery V. Kiedy mięśnie kontrolujące głos napinają się i rozluźniają, wytwarzają wibracje strun. Kiedy te sznury wibrują, uwalniają impulsy powietrza. Napięcie w tych mięśniach powoduje różnice w częstotliwości. Im wyższe napięcie, tym wyższa częstotliwość i tym samym wyższy głos. Częstotliwość tę mierzy się w hercach (to znaczy ile razy na sekundę jest to powtarzane). Na przykład prawie wszyscy ludzie dźwięki mowy zazwyczaj wahają się od 200 Hz do 8000 Hz.
Po wyjściu z okna głosowego powietrze przemieszcza się do obszaru ust, który można nieformalnie nazwać układem głosowym. Manipulując językiem, szczęką i wargami, możesz zmieniać częstotliwości rezonansowe wytwarzane przez struny głosowe, wytwarzając wiele różne dźwięki przemówienie.
Dźwięk wytwarzany przez przepływające powietrze różne częstotliwości i rezonanse, jakie tworzy nasz głos. Kolejnym czynnikiem wpływającym na wysokość dźwięku jest grubość strun głosowych. Im grubsze fałdy skóry, tym głębszy głos i odwrotnie – cieńsze fałdy i cieńszy głos.
Porozmawiajmy teraz o powietrzu wydobywającym się z płuc. Liczba cząsteczek w ustalonej objętości gazu, podobnie jak objętość powietrza w płucach, nie zmienia się w zależności od rodzaju gazu (pod warunkiem, że ciśnienie jest wystarczająco niskie). Dopóki temperatura i ciśnienie są takie same, nie ma znaczenia, czy jest to hel, czy powietrze, liczba cząsteczek jest taka sama. Masę tych cząsteczek mierzy się następnie na podstawie masy atomowej. Masa atomowa - bezwymiarowa wielkość fizyczna(dlatego tak dobrze działa na gaz, który niekoniecznie musi dany rozmiar). To postawa Średnia waga atomów pierwiastka w porównaniu do 1/12 masy atomu węgla-12. Zasadniczo oznacza to, że im wyższa liczba, tym cięższy gaz.
Hel ma masa atomowa 4.002602. Powietrze, które składa się w około 80% z azotu, zawiera różne cechy w zależności od środowisko. Z tego powodu nie można dokładnie określić jego rzeczywistej masy atomowej. Jednak na ogół jest około siedem razy cięższy od helu.
Dlaczego więc hel zmienia głos, gdy wdychasz gaz?! Odpowiedź leży w sposobie, w jaki fale dźwiękowe przemieszczają się przez dany gaz. Im gęstszy i cięższy gaz, tym będzie wolniejszy fala dźwiękowa. Hel jest znacznie lżejszy od powietrza. Wtedy prędkość fali dźwiękowej przez hel będzie znacznie większa. Dlatego wdychając hel i wykorzystując go jako źródło postrzeganego dźwięku, po prostu zwiększasz prędkość lub częstotliwość swojego głosu. Nie zmieniasz wysokości dźwięku, ponieważ Twoje struny głosowe wibrują z taką samą prędkością, jak podczas używania powietrza. Nie zmieniasz także konfiguracji swojego układu głosowego. Dlatego też, podczas gdy podstawowa częstotliwość akordów pozostaje taka sama, częstotliwość dźwięku słyszanego przez innych wzrasta z powodu fali przemieszczającej się w helu znacznie szybciej niż w powietrzu.
Wydawać by się mogło, że ten temat nie ma nic wspólnego z wokalem. Raczej chemia... Albo fizyka... Albo akustyka, jako część fizyki... A jednak wpływ HEL(i nie tylko on, jak dowiesz się z artykułu) dalej GŁOS ukazuje słuszność poglądu na temat tego, jak powstaje głos ludzki i jakim prawom podlega.
Tak więc podczas wdychania lekkiego gazu obojętnego - na przykład helu z balonów, głos osoby całkowicie się zmienia. Jeszcze o tym nie wiesz? Tak, tak, niesamowite rzeczy są w pobliżu...
Brzmi naprawdę zabawnie! Efekt jest na tyle ciekawy, że nawet taki sławni ludzie jako gospodarze programu „Pogromcy mitów” na Discovery Channel. Ale!
Włącz rolkę język angielski, ale to nie jest straszne, istnieje całkowicie odpowiednie tłumaczenie:
„Obiecuję, że będzie fajnie, ale musisz to obiecać NIGDY Nie powtórzysz tego w domu! OK? OK! A teraz... Wszyscy wiedzą, że mój głos będzie brzmiał wyżej, jeśli wdycham hel! Dzieje się tak dlatego, że jest 6 razy lżejszy od powietrza, co oznacza, że moje struny głosowe będą wibrować szybciej i dzięki temu mój głos będzie brzmiał znacznie wyżej!
A teraz... będę wdychać sześciofluorek siarki, który jest 6 razy cięższy od powietrza, a mój głos będzie brzmiał mniej więcej tak...
Mój głos brzmiał znacznie niżej...
I nadal dobrze się bawię!
TO JEST NAUKA !!!»
Dociekliwa i ciekawa osoba naturalnie chciałaby wiedzieć DLACZEGO czy to się dzieje? A odpowiedzi na to pytanie jest tak wiele... Jedna z nich została już udzielona - moje struny głosowe będą szybciej wibrować... Ale czy na pewno tak jest?
Są też inne „powody” - różnica ciśnienia powietrza i helu, „kompresja” strun głosowych, a nawet fakt, że OBOJĘTNY(!) gaz w jakiś sposób wpływa na STRUKTURA struny głosowe! To zadziwiające!
Ludzie nie znają fizyki... Wcale nie...
Ale prawdziwy powód jest dość prosty i od dawna badany przez naukę. Tak, uczciwie trzeba przyznać, że więzadła działające w ośrodku nie powietrza, ale helu (i oczywiście sześciofluorku siarki) wibrują nieco szybciej (wolniej). Lecz tylko TROCHĘ! I ten stopień zmiany prędkości oscylacji nie może w żaden sposób wpłynąć na głos TAK MONSTRACYJNE! Główny czynnik jest inny.
Pomyślcie sami, gdyby same struny głosowe doznały jakiegoś uderzenia, to głos mógłby być wyższy lub niższy, ale jego barwa nie uległaby zmianie! Głos nadal by tam był CZŁOWIEK, choć niższy lub wyższy. Ale obserwuje się coś zupełnie innego - NIELUDZKOŚĆ głosować! To jest zmiana TOM w kierunku swojego „pinokia” „kreskówka” wywołuje niekontrolowany śmiech! Ten sam efekt występuje, gdy głos jest „obniżony” – „demoniczny”, „potworny”, ale w każdym razie – nie ma żadnego podobieństwa do głosu ludzkiego.
Ale TEMBR głos ludzki - zespół formantów opisany w artykule „Co to są formanty?” . Same formanty nie są możliwe bez udziału REZONATOR SYSTEMY Ludzkie ciało. I nie tylko! Wyższy CZŁOWIEK głos to złożona fala dźwiękowa składająca się z tych samych formantów, przy czym modyfikacjom ulegają nie tylko same formanty, ale także ich indywidualne położenie w widmie głosu. Słyszymy więc, choć wysoki (lub niski), ale co najważniejsze, ludzki głos. Zmiana ŚRODOWISKA zastąpienie powietrza innym gazem nie prowadzi do zmiany konfiguracji wnęk rezonatora, w rezultacie formanty nie przesuwają się względem siebie, a po prostu zmieniają swoją częstotliwość. Przesłuchanie rejestruje to jako „sztuczny” głos.
Jest to potwierdzenie zarówno istnienia samego układu rezonatora, jak i jego zasadniczego wpływu na zjawisko samego głosu. Cóż, aby wyjaśnić proces z punktu widzenia fizyki... Jeśli możesz:
„Ludzki przewód głosowy składa się ze strun głosowych i rezonatora wypełnionego powietrzem (lub helem): płuc, dróg oddechowych, jam czaszki. Generują się połączenia podźwięk, bez rezonatora moglibyśmy tego nie usłyszeć. Częstotliwości rezonansowe trakt głosowy zależy od jego objętości i kształtu. Hel ma mniejszą gęstość niż powietrze, dlatego prędkość dźwięku w nim jest większa (965 m/s w porównaniu z 331). Częstotliwość, długość fali i prędkość dźwięku w gazach są powiązane pewnymi zależnościami. Powoduje to, że choć konfiguracja rezonatora się nie zmienia, to wyższe częstotliwości stają się rezonansowe, a ogólne widmo głosu przesuwa się w stronę wyższych częstotliwości. Z muzycznego punktu widzenia hel nie zmienia wysokości głosu, ale jego barwę. Dokładniej, wysokość zmienia się, ale bardzo nieznacznie - zależy głównie od napięcia strun głosowych, a przy wydychaniu helu jest nieco inna niż przy wydychaniu powietrza.
„...gardło jest z akustycznego punktu widzenia rezonatorem wolumetrycznym dostrojonym do określonej długości fali (nie częstotliwości!). A jeśli ktoś oddycha powietrzem, wówczas uzyskuje się dźwięk (głos) o określonej częstotliwości... Ale jeśli teraz zamiast powietrza weźmiemy hel, to DLA TEJ SAMEJ DŁUGOŚCI FALI ze względu na większą prędkość dźwięku uzyskana zostanie inna częstotliwość - wyższa. A przy przechodzeniu z jednego środowiska do drugiego (od gardła wypełnionego helem do normalne powietrze) częstotliwość dźwięku już się nie zmienia.”