Если проглотить газ из летающего шарика, частота голоса ненадолго повысится. Этот эффект известен многим, но мало кто знает, почему из-за вдыхания гелия человек смешно разговаривает. Истинная причина этого явления кроется в особенностях прохождения звуковой волны через определённую среду.
Гелий и характеристики звука
Гелий (He) — простое одноатомное вещество, имеющее второй номер в периодической таблице Менделеева и расположенное после водорода. У этого лёгкого инертного газа без цвета и запаха самая низкая температура кипения из всех известных в природе химических элементов.
При попадании газа в лёгкие тембр голоса значительно повышается и становится весьма искажённым, словно у персонажа из мультфильма. За счёт чего гелий так специфически влияет на организм?
В попытках ответить на этот вопрос придумано немало разных версий:
- Инертный газ изменяет химический состав человеческого голосового аппарата.
- Голосовые связки совершают больше колебательных движений.
- Гелий более лёгкий, он быстрее выходит наружу.
К сожалению, эти замечательные гипотезы неверны, и дело обстоит совершенно по-другому. Не стоит забывать, что голос — это волна, обладающая определёнными свойствами.
Характеристики звука:
- частота — ν;
- длина волны — λ;
- скорость — V.
Эти параметры взаимосвязаны: произведение частоты на длину волны даёт скорость (ν*λ= V). Звуковая волна способна распространяться на большие расстояния, а показатель длины обозначает её масштаб. Частоте соответствует высота, тон или нота, на которой слышен голос.
Механизм формирования голоса
Для начала необходимо понять, каким образом в маленьком пространстве человеческого дыхательного аппарата появляется довольно громкий голос. При выдохе возникает напрягающий воздушный поток, от которого связки начинают колебаться и издавать очень тихий, почти неслышный звук.
Секрет громкости кроется в том, что, помимо основной частоты, у голоса есть дополнительные, более высокие обертона. Сложные вибрирующие движения связок передаются воздуху, находящемуся в лёгких и гортани. В результате этого запускается резонанс. Он происходит не на любых частотах, а только на вполне конкретных, с определённой длиной волны, которая напрямую зависит от формы и габаритов резонатора. В итоге люди слышат не все колебания связок.
В голосе выделяется приблизительно 5 волн с определённой длиной, именно они вызывают резонанс, благодаря чему усиливаются и громко звучат. Безусловно, у каждого индивида они немного отличаются и складываются в индивидуальный тембр.
Газ из шарика не влияет на связки и не заставляет их колебаться чаще. Весь секрет заключается в том, что молярная масса гелия одна из самых маленьких, она в 7 раз меньше, чем у воздуха. Благодаря этой особенности, скорость звука увеличивается примерно в 3 раз, в то время как резонанс осуществляется на тех же длинах волн, ведь параметры голосового аппарата остались прежними.
Вернувшись к соотношению ν*λ= V, можно увидеть, что при возрастании скорости увеличивается частота волн. Получается, что все резонансные частоты ползут вверх. Тон повышается, а голос искажается и становится искусственным, словно из мультика.
При желании можно достичь обратного эффекта. Для этого следует вдохнуть газ с большой молярной массой, к примеру, гексафторид серы (тяжелее воздуха в 5 раз). От него тембр понижается, а голос приобретает мистическую и устрашающую окраску, этот эффект отлично подойдёт для розыгрыша.
Инструкция по вдыханию газа из шарика
Вдыхание гелия из шарика — весьма интересное занятие, способное изрядно повеселить окружающих. Изменяясь до неузнаваемости, голос становится забавным и словно чужим, а исполнитель фокуса переживает несравнимые ни с чем впечатления. Однако, чтобы не испортить настроение, выполнение трюка нужно делать правильно, а также не стоит забывать о безопасности.
Последовательность действий при вдыхании гелия:
- Взять шарик в руку и развязать, одновременно зажимая хвостик двумя пальцами.
- Если развязать не удалось, можно сделать прокол. При помощи швейной иглы шарик осторожно прокалывается чуть выше узла, отверстие зажимается. Когда под рукой нет подходящего инструмента, можно обойтись зубами.
- Необходимо выдохнуть весь воздух из лёгких. Чем больше гелия попадёт внутрь, тем дольше будет длиться эффект.
- Отверстие разжимается и производится глубокий вдох из шарика.
- После вдыхания нужно начинать говорить, если результата нет, можно повторить процедуру.
Эффект искажения голоса длится до тех пор, пока весь гелий не выйдет из лёгких. Одного шарика, в зависимости от размера, хватит на 5−10 вдохов.
Правила безопасности
При дыхании гелием лёгкие заполняются инертным газом, а в организм перестаёт поступать кислород. Из-за этого появляется риск удушья, может закружиться голова или потемнеть в глазах. Были случаи, когда люди теряли сознание. Во избежание неприятностей после каждого глотка из шарика нужно сделать перерыв и несколько раз вдохнуть воздух, только после этого можно возвращаться к трюку.
Правила безопасности:
- Если в забаве участвуют дети, нужно объяснить им всю опасность кислородного голодания и возможные симптомы, после которых игру нужно немедленно прекратить.
- Вдыхание напрямую из баллона очень опасно. Это может привести к разрыву лёгких и дыхательных путей, а также к обмороку. Зафиксированы случаи инсульта и удушья.
- Не нужно забывать, что мозг не может работать без кислорода. Как бы ни было забавно, не стоит продолжать дыхание гелием больше минуты подряд, обязательно нужно делать перерывы.
Чтобы веселье стало незабываемым, к нему можно подготовиться заранее. Например, написать небольшой сценарий гелиевой вечеринки.
Заготовить текст или песенку, а затем исполнить на потеху окружающих или просто остроумно импровизировать. Во время трюка с искажением голоса человека переполняют эмоции, порой он даже не помнит, о чём говорит. Для того чтобы посмотреть на себя со стороны и получить массу позитива, обязательно следует сделать видеозапись.