Mit Helium gefüllte Luftballons fallen nicht nur deshalb auf, weil sie sehr leicht sind und ständig versuchen aufzufliegen, sondern auch, weil sich Ihre Stimme bis zur Unkenntlichkeit verändert, wenn Sie nur ein wenig Helium nehmen und einatmen. Was passiert in diesem Moment? Warum verändert sich Ihre Stimme, wenn Sie Helium einatmen? Wir erklären es Ihnen.
Die durch die Schwingung der Stimmbänder erzeugte Schallwelle ist unsere Stimme. Die Klangfarbe der Stimme und die Schwingungsfrequenz der Bänder hängen von der Umgebung um uns herum und der Dichte, aus der sie besteht, ab. Die Dichte von Helium ist fast siebenmal geringer als die Dichte von Luft. Beim Einatmen von Helium ziehen sich unsere Bänder zusammen, ihre Schwingungsfrequenz erhöht sich und die Stimme beginnt in einer höheren Tonlage zu erklingen. Die erzeugten Geräusche ähneln für manche dem Quietschen einer Maus und für andere wie die Stimme von Donald Duck. Aber auf jeden Fall macht es Spaß.
Das einseitige Einatmen von Helium aus einem Ballon ist recht ungefährlich, da mit dem Helium auch etwas Sauerstoff in das Innere eindringt. Heliumgas ist geschmacks- und geruchlos. Aber auf jeden Fall ist Vorsicht geboten; manchmal können Nebenwirkungen wie Schwindel, Atemaussetzer oder Übelkeit auftreten. Wenn Sie Ihre Freunde amüsieren möchten, beschränken Sie sich auf ein oder zwei Heliumballons, um sich nicht selbst zu verletzen. In kleinen Portionen ist dieses Gas sicher, aber eine andere Sache ist es, wenn man sich in einer mit Helium gefüllten Kammer befindet, in diesem Fall ist der Tod unvermeidlich.
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Es gibt einen Trick, der in Videos auf YouTube oft zu sehen ist. Diese Videos können durch die Suche nach den Wörtern „Helium“ und „Stimme“ gefunden werden. Wir sehen, dass sich die Stimme einer Person verändert und lächerlich quietscht, nachdem sie Heliumgas eingeatmet hat. Wenn ein Mensch ein anderes Gas, Schwefelhexafluorid, einatmet, das schwerer als Luft ist, nimmt seine Stimme einen Basston an, was ebenfalls ungewöhnlich und daher lustig ist.
Was ist der Grund für dieses Phänomen?
Beantworten wir aber zunächst die Frage, warum wir überhaupt sprechen können. Wie entsteht überhaupt eine Stimme?
Dies geschieht, wenn Luft von der Lunge durch die Luftröhre in den Kehlkopf gelangt. Im Kehlkopf, etwa in der Mitte, befindet sich eine Verengung, an der sich die Stimmbänder befinden, die eigentlich den Ton erzeugen. Die Stimmbänder bestehen aus zwei horizontalen Falten mit einer Öffnung dazwischen, die Glottis genannt wird. Wenn die Stimmbänder vibrieren, wenn Luft aus der Lunge durch sie strömt, wird ein Ton erzeugt. Die Stimmbänder können vielfältige Bewegungen ausführen. Sie können sich schließen, verbinden, ihre Länge und Dicke verändern und so unterschiedlichste Klänge erzeugen.
Aber die Bänder selbst sind sehr schwach. Daher ist der von ihnen erzeugte Ton sehr leise. Um diesen Schall zu verstärken, ist ein Resonator erforderlich. Der Pharynx übernimmt die Rolle eines Resonators im menschlichen Stimmapparat. Der Pharynx ist voluminös. Es öffnet sich zur Mundöffnung hin. Die Form des Rachens ist unregelmäßig, aber diese Form ist von der Natur so geschickt „berechnet“, dass sie die schwachen Luftschwingungen, die die Stimmbänder erzeugen, verstärkt und sie vom Mund zum Zuhörer lenkt. Der Pharynx liegt direkt neben den Schädelknochen. Dadurch erreicht unsere Stimme unser Ohr nicht so sehr über die Luft, sondern über unseren Schädelknochen. Damit ist ein seltsamer Effekt verbunden: Wir hören unsere eigene Stimme anders als die Menschen um uns herum.
Der menschliche Stimmapparat ist also jedem Tonwiedergabegerät sehr ähnlich: Er enthält einen Schallschwingungsgenerator (Stimmbänder) und einen Resonatorverstärker (Pharynx). An der Artikulation sind Nase und Mund sowie im Mund befindliche Zunge, Lippen und Gaumen beteiligt. Dank ihnen verändert eine Person die von den Stimmbändern erzeugten und vom Rachen verstärkten Geräusche und spricht Wörter aus. Wenn wir eine Analogie zu einem Funksender ziehen, wird das Hauptsignal durch ein Informationssignal moduliert.
Was passiert, wenn eine Person Heliumgas einatmet und anfängt zu sprechen? Da Helium leichter als Luft ist, vibrieren die Stimmbänder in der Umgebung dieses Gases etwas schneller. Aber es liegt nicht an dieser Veränderung, dass der Tonfall der Stimme so stark ansteigt.
Doch für unseren Rachenraum, der wie bereits erwähnt als Resonator fungiert, ist die Veränderung der Beschaffenheit des Schallübertragungsmediums von Bedeutung. Schließlich hängen die Resonanzfrequenzen des Rachens von seiner Form und seinem Volumen ab. Beim Austausch von Luft durch Helium verdreifacht sich die Schallgeschwindigkeit im Resonator nahezu, von 331 m/s auf 965 m/s. Die Resonatorkonfiguration hat sich jedoch nicht geändert. Daher geht der Resonator nun bei anderen, höheren Frequenzen in Resonanz (und verstärkt sich daher). Alle Geräusche, die aus dem Mund einer Person kommen, die Helium „genippt“ hat, verschieben sich in Richtung höherer Frequenzen. Die Stimme wird quietschender.
Wenn Sie anstelle von leichtem Helium ein Gas einatmen, das schwerer als Luft ist und in dem die Schallgeschwindigkeit geringer ist, schwingt es mit dem Rachenraum mit, was bedeutet, dass Schallschwingungen mit niedrigerer Frequenz verstärkt werden. Die Stimme verschiebt sich in Richtung tiefer Frequenzen und wird unnatürlich rau.
So werden all diese Wunder erklärt.
Die Dichte von Helium ist fast siebenmal geringer als die von normaler Luft. Wenn dieses Edelgas von den Stimmbändern eingeatmet wird, erhöht sich deren Schwingungsfrequenz und die Stimme erklingt in einer höheren Tonlage. Die erzeugten Geräusche ähneln für einige der Stimme einer Zeichentrickfigur, für andere das Quietschen einer Maus oder die Sprache eines Babys. Aber auf jeden Fall wird es .
Aber nach dem Einatmen von Schwefelfluorid, einem schweren Gas, das fünfmal stärker ist, beginnen sogar Mädchen, mit tiefer Bassstimme zu sprechen.
Im Allgemeinen gilt es als recht sicher, da mit dem Gas auch Sauerstoff in den menschlichen Körper gelangt. Darüber hinaus ist es schwierig, eine Person zu erkennen, die Helium eingeatmet hat, außer vielleicht in dem Moment, in dem sie anfängt, etwas zu sagen.
Und das Gas selbst lässt sich nicht bestimmen – es hat weder Geruch noch Geschmack. Allerdings kann Helium einige Nebenwirkungen haben.
Bei manchen Menschen können Anzeichen von Sauerstoffmangel auftreten, wie Schwindel, Kopfschmerzen, Atembeschwerden und Übelkeit. Beim Einatmen von Helium schwingen die Stimmbänder mit einer höheren Frequenz, was den gewünschten Effekt erzeugt, allerdings können sie dadurch geschädigt werden, ein Vorgang, der als irreversibel gilt.
Tiefes und häufiges Einatmen dieses Inertgases kann zur Bildung von Heliumblasen im Blut führen. Sobald sie das Gehirn erreichen, können sie einen Schlaganfall auslösen und sogar tödlich enden.
Auch die übliche Übersättigung der Lunge mit Helium kann sich als unsicher erweisen, wenn der Sauerstoffgehalt im menschlichen Körper deutlich reduziert wird.
Hier ist noch eine weitere interessante Tatsache: Wenn eine Person vorübergehend in eine Kammer gebracht wird, die nur mit Helium gefüllt ist, erstickt sie nach einer Weile. Dies liegt daran, dass ein solches Gas nur wenige Zehntelprozent Sauerstoff enthält.
Darüber hinaus können wir hinzufügen, dass die Verwöhnung mit Helium für schwangere Frauen besonders gefährlich ist, nicht nur für die werdende Mutter, sondern auch für ihr Baby. Daher ist es am besten, die Lichtkugeln einfach nur zu bewundern, ohne zu versuchen, das darin enthaltene Gas einzuatmen.
Wenn Sie die Wirkung von Lachgas an sich selbst ausprobieren möchten, atmen Sie keine großen Mengen Helium auf einmal ein. Es ist besser, ein paar kleine Atemzüge zu machen, und wenn die Wirkung des Gases nachlässt, versuchen Sie es erneut, aber übertreiben Sie es nicht, denn Gesundheit und Leben sind das Wichtigste.
Es scheint, dass dieses Thema nichts mit Gesang zu tun hat. Eher Chemie... Oder Physik... Oder Akustik als Teil der Physik... Und doch der Einfluss HELIUM(und nicht nur er, wie Sie dem Artikel entnehmen werden) weiter STIMME zeigt die Gültigkeit der Ansicht, wie die menschliche Stimme entsteht und welchen Gesetzen sie gehorcht.
Wenn man also ein leichtes Inertgas – zum Beispiel Helium aus Luftballons – einatmet, verändert sich die Stimme einer Person völlig. Kennen Sie das noch nicht? Ja, ja, erstaunliche Dinge sind in der Nähe ...
Klingt wirklich lustig! Der Effekt ist so interessant, dass selbst so berühmte Persönlichkeiten wie die Moderatoren der Sendung „MythBusters“ auf dem Discovery Channel nicht vorbeikamen. Aber!
Das Video ist auf Englisch, aber es ist nicht gruselig, es gibt eine völlig passende Übersetzung:
„Ich verspreche, dass es cool wird, aber das musst du versprechen NIEMALS Das werden Sie zu Hause nicht wiederholen! OK? OK! Und jetzt... Jeder weiß, dass meine Stimme höher klingen wird, wenn ich Helium einatme! Das liegt daran, dass es sechsmal leichter als Luft ist, was bedeutet, dass meine Stimmbänder schneller vibrieren und meine Stimme dadurch viel höher klingt!
Und jetzt... atme ich Schwefelhexafluorid ein, das sechsmal schwerer als Luft ist, und meine Stimme wird ungefähr so klingen...
Meine Stimme klang viel leiser...
Und es macht mir immer noch Spaß!
DAS IST WISSENSCHAFT !!!»
Ein neugieriger und neugieriger Mensch möchte es natürlich gerne wissen WARUM passiert das? Und auf diese Frage gibt es so viele Antworten ... Eine davon wurde bereits gegeben - meine Stimmbänder werden schneller vibrieren ... Aber ist das wirklich so?
Es gibt auch andere „Gründe“ – den Unterschied im Luft- und Heliumdruck, die „Kompression“ der Stimmbänder und sogar die Tatsache, dass UNTÄTIG(!) Gas beeinflusst irgendwie das STRUKTUR Stimmbänder! Es ist umwerfend!
Die Leute kennen sich mit Physik nicht aus... Überhaupt nicht...
Aber der wahre Grund ist ganz einfach und wurde von der Wissenschaft schon lange untersucht. Ja, fairerweise muss man zugeben, dass Bänder, die in einem Medium arbeiten, das nicht aus Luft, sondern aus Helium (und natürlich Schwefelhexafluorid) besteht, etwas schneller (langsamer) schwingen. Aber nur EIN WENIG! Und dieser Grad der Änderung der Schwingungsgeschwindigkeit kann die Stimme in keiner Weise beeinflussen SO MONSTRÖS! Der Hauptfaktor ist ein anderer.
Denken Sie selbst: Wenn die Stimmbänder selbst einen Einfluss erfahren würden, dann könnte die Stimme höher oder tiefer sein, aber ihre Klangfarbe würde sich nicht ändern! Die Stimme wäre immer noch da MENSCHLICH, wenn auch niedriger oder höher. Aber etwas ganz anderes wird beobachtet - UNMENSCHLICHKEIT Abstimmung! Es ist die Veränderung VOLUMEN In Richtung seines „Pinocchio“ sorgt „Cartoonismus“ für unkontrollierbares Gelächter! Der gleiche Effekt entsteht, wenn die Stimme „gedämpft“ wird – „dämonisch“, „monströs“, aber auf jeden Fall besteht keine Ähnlichkeit mit der menschlichen Stimme.
Aber TIMBRE menschliche Stimme – eine Reihe von Formanten, wie im Artikel „Was sind Formanten?“ beschrieben. . Die Formanten selbst sind ohne die Beteiligung unmöglich RESONATOR SYSTEME menschlicher Körper. Und nicht nur! Höher MENSCHLICH Eine Stimme ist eine komplexe Schallwelle, die aus denselben Formanten besteht, aber nicht nur die Formanten selbst werden verändert, sondern auch ihre individuelle Position im Spektrum der Stimme. Deshalb hören wir zwar eine hohe (oder tiefe), aber vor allem eine menschliche Stimme. Ändern UMGEBUNGEN Der Austausch von Luft durch ein anderes Gas führt nicht zu einer Änderung der Konfiguration der Resonatorhohlräume, wodurch sich die Formanten nicht relativ zueinander verschieben, sondern lediglich ihre Frequenz ändern. Das Ohr nimmt dies als „künstliche“ Stimme auf.
Dies ist die Bestätigung sowohl der Existenz des Resonatorsystems selbst als auch seines grundlegenden Einflusses auf das Phänomen der Stimme selbst. Nun, um den Vorgang aus physikalischer Sicht zu verdeutlichen ... Bitte:
„Der menschliche Stimmapparat besteht aus Stimmbändern und einem mit Luft (oder Helium) gefüllten Resonator: Lunge, Atemwege, Schädelhöhlen. Die Kabel erzeugen einen schwachen Ton; ohne einen Resonator könnten wir ihn möglicherweise nicht hören. Die Resonanzfrequenzen des Stimmapparates hängen von dessen Volumen und Form ab. Helium hat eine geringere Dichte als Luft, daher ist die Schallgeschwindigkeit darin höher (965 m/s gegenüber 331). Frequenz, Wellenlänge und Schallgeschwindigkeit in Gasen hängen durch bestimmte Beziehungen zusammen. Dies führt dazu, dass sich zwar die Resonatorkonfiguration nicht ändert, höhere Frequenzen jedoch resonant werden und sich das Gesamtspektrum der Stimme in den höheren Frequenzbereich verschiebt. Musikalisch gesehen verändert Helium nicht die Tonhöhe der Stimme, sondern deren Klangfarbe. Genauer gesagt ändert sich die Höhe, aber sehr wenig – sie hängt hauptsächlich von der Spannung der Stimmbänder ab und beim Ausatmen von Helium ist sie etwas anders als beim Ausatmen von Luft.“
„... der Pharynx ist aus akustischer Sicht ein volumetrischer Resonator, der auf eine bestimmte Wellenlänge (nicht Frequenz!) abgestimmt ist. Und wenn ein Mensch Luft atmet, dann entsteht ein Ton (Stimme) einer bestimmten Frequenz... Aber wenn wir jetzt statt Luft Helium nehmen, dann FÜR DIE GLEICHE WELLENLÄNGE Aufgrund der höheren Schallgeschwindigkeit erhält man eine andere Frequenz – eine höhere. Und wenn man von einer Umgebung in eine andere wechselt (von einem mit Helium gefüllten Hals zu normaler Luft), ändert sich die Schallfrequenz nicht mehr.“
Also, lieber Leser, die Bänder verändern sich in keiner Weise! Es geht alles um UMFELD! Und der wichtigste „Baustein“ unserer Stimme ist die Resonanz.
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Helium ist ein Edelgas mit einer Reihe spezifischer Eigenschaften. Und insbesondere ermöglicht es Ihnen, die Stimme einer Person zu verändern, sodass sie wie eine Zeichentrickfigur quietscht. Doch warum passiert das und welche weiteren Eigenschaften hat dieses Gas? Ist die Inhalation sicher und kann es zu Nebenwirkungen kommen? Wie intensiv wurde dieser Stoff untersucht und wo wird er verwendet?
Helium wird auf vielfältige Weise verwendet. Am einfachsten findet man es bei Ballonverkäufern, die es aktiv nutzen. Dies ist eine gut untersuchte Substanz, über die sich viel sagen lässt.
Helium ist ein Edelgas und weist alle für diese Gruppe charakteristischen Eigenschaften auf. Es hat keinen typischen Geruch oder Geschmack, ist farblos und eine Heliumwolke unterscheidet sich optisch nicht von der Umgebungsluft. Das Element hat eine einzigartige Eigenschaft: Bei einer Temperatur von -268,9 Grad Celsius verflüssigt es sich, seine Umwandlung in einen festen Zustand ist jedoch unter normalen irdischen Bedingungen nicht möglich. Dazu müssen Sie nicht nur die Temperatur auf 1 K senken, sondern auch den Atmosphärendruck auf 25 Atmosphären erhöhen. Dies hat jedoch nichts mit der Fähigkeit des Gases zu tun, die Stimme einer Person zu verändern.
Ein weiteres Merkmal dieses Stoffes wird sich im Rahmen der betrachteten Fragestellung als interessanter erweisen. Helium ist ein außergewöhnlich leichtes Gas; das einzige leichtere Gas ist Wasserstoff. Es kommt in der Natur sehr häufig vor und macht etwa 23 Prozent aller Substanzen im bekannten Universum aus. Materie entsteht in Sternen durch Kernfusion. Dieses Gas hat eine siebenmal geringere Dichte als die Luft in der Erdatmosphäre und ist das zweitleichteste aller existierenden Gase. Nur Wasserstoff hat die Nase vorn.
Interessante Tatsache: Es ist die geringe Dichte, die Helium für Ballonverkäufer interessant macht. Indem man Luftballons damit füllt, gibt man ihnen die Möglichkeit, in den Himmel zu steigen. Dank Gas können nicht nur Ballons, sondern auch ganze Luftschiffe in den Himmel gehoben werden. Weniger dichte Materie neigt dazu, aufzusteigen, das sind die Gesetze der Physik.
Um das Problem der Stimmveränderungen unter dem Einfluss von Helium zu verstehen, ist es notwendig, die Tatsache seiner geringen Dichte zu berücksichtigen und eine weitere Nuance zu berücksichtigen – wie es einer Person gelingt, Geräusche und Sprache zu erzeugen. Jede Art von Ton, auch die menschliche Stimme, ist eine Schwingung. Was die menschliche Sprache betrifft, so werden diese Laute durch die Bewegung der Stimmbänder erzeugt, die sich im Kehlkopf befinden. Die Klangfarbe der Stimme wird durch die Schwingungsfrequenz bestimmt; je höher dieser Indikator, desto höher die Stimme.
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In einer normalen Luftumgebung bleibt die Stimme einer Person vertraut, Geräusche werden auf normale Weise erzeugt und übertragen. Aber wenn sich Umweltindikatoren ändern, dann kann sich auch die Stimme ändern – in bedeutender oder unbedeutender Weise. Einige Leute bemerken, dass Stimmen selbst bei starkem Nebel leicht anders klingen können, wenn sich die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung ändert. Und das ist keine subjektive Meinung. Beim Einatmen eines Edelgases werden die Stimmbänder komprimiert und die Frequenz ihrer Schwingungen nimmt deutlich zu. Mit zunehmender Schwingungsfrequenz verändert sich auch die Stimme, sie wird höher und lustiger.
Es gibt eine Substanz, die den gegenteiligen Effekt hat. Wenn Sie Schwefelfluorid einatmen, wird die Stimme tiefer klingen, die Stimme einer Frau wird als Bass eines Mannes wahrgenommen. Dies ist eines der schweren Gase, seine Dichte ist fünfmal höher als die von Luft.
Im Allgemeinen kann das Einatmen von Helium als relativ sicherer Zeitvertreib angesehen werden, wenn man nicht nur Helium, sondern auch normale Luft einatmet und sich der Unterhaltung nicht mit besonderem Eifer hingibt. Andernfalls kann es zu Sauerstoffmangel kommen. Erste Anzeichen hierfür sind Übelkeit, Schwindel, Kopfschmerzen und Atembeschwerden. Darüber hinaus sollten Sie dies nicht regelmäßig tun, da die Gefahr einer Schädigung der Stimmbänder besteht. Sie müssen behandelt werden; Schäden in diesem Bereich können irreversibel sein und die Stimme ruinieren oder das Sprechen unmöglich machen. Der menschliche Stimmapparat ist hochsensibel.
