хочу всё знать

[avva]

Почему, когда вдыхаешь гелий, начинаешь пищать тонким голосом?

Comments

[alickop.livejournal.com]

http://han-samoilenko.narod.ru/questions/human/009.htm
http://www.yandex.ru/yandsearch?text=%E2%E4%FB%F5%E0%E5%F8%FC+%E3%E5%EB%E8%E9

[avva.livejournal.com]

Про резонансы не очень понятно, к сожалению.

А "эффект Дональда Дюка" - это очень сильно. Это пять с плюсом.

[edgar-poe.livejournal.com]

Изменяется длина звуковой волны, в гелии она короче, чем в воздухе, следовательно звук выше.

[leprechaun.livejournal.com]

Daka, konechno :))

[leggie.livejournal.com]

погодите
человек-то говорит в воздухе!
т.е. он просто немного вдохнул гелия
причем, это работает на "летающих шариках" (т.е. если вдохнуть из шарика) - а их надувают не чистым гелием, а смесью с воздухом

[dixi.livejournal.com]

[Error: Irreparable invalid markup ('<a [...] http://www.calc.ru/physik.php?a>') in entry. Owner must fix manually. Raw contents below.]

<a href=""http://www.calc.ru/physik.php?a=9>скорость звука в газах</a>
разная скорость - разная резонансная частота.

[trurle.livejournal.com]

Высота звука, издаваемого голосовымы связками, зависит от плотности газа, заполняющего гортань. Поскольку плотность гелия ниже чем у воздуха, звук получается выше.

[dixi.livejournal.com]

ключевое слово - резонансная частота. резонанс происходит в дыхательном аппарате. Который, пусть даже частично, заполнен гелием. Вопросы?

[avva.livejournal.com]

Высота звука, издаваемого голосовымы связками, зависит от плотности газа, заполняющего гортань.

Каким образом и почему?

Поскольку плотность гелия ниже чем у воздуха,

Почему?

звук получается выше.

Почему плотность ниже, а звук выше?

[trurle.livejournal.com]

Поскольку плотность гелия ниже чем у воздуха,

Почему?
Что - почему? Почему гелий легче воздуха? Таковы его физические свойства 8-). Протонов в ядре гелия меньше чем у азота и кислорода. И не спрашивайте меня почему гелий обделен протонами.
звук получается выше.

Почему плотность ниже, а звук выше?</i. Когда-то я помнил эти формулы, но это было, увы, 20 лет назад. Аналогия здесь вот какая: тонкая струна издает звук более высокий чем толстая.

[avva.livejournal.com]

Что такое резонансная частота?
Почему так важен именно резонанс, а то, какую звуковую волну создают голосовые связки?
Чем и почему резонансная частота пространства, наполненного гелием, отличается от частоты пространства, наполненного обычным воздухом?
Чем конкретно отличается звуковая волна в момент её выхода изо рта в окружающий воздух, в случае, когда человек вдохнул гелий? Как это отличие от обычного рисунка этой волны именно формируется?

Наверняка эти вопросы взяимосвязаны и просты, но хочется как следует разобраться и понять. Требуется не ответ типа "частота другая", а чуть более подробное объяснение, пусть и "на пальцах", всего процесса начиная от мускульного усилия голосовых связок.

[(Anonymous)]

http://www.howstuffworks.com/ddhelium.htm/printable

[edgar-poe.livejournal.com]

Звук создаётся звуковым столбом в гортани. Данной смеси хватает для эффекта.
А вот на связки гелий действовать не может, это инертный газ.

[edgar-poe.livejournal.com]

Особый эффект на слушателей производит опыт, показывающий, что тембр голоса зависит и от упругих свойств среды. Этот опыт технологически очень хлопотен, но если есть возможность, то от его демонстрации отказываться не стоит. Если вдохнуть в легкие не воздух, а другой газ, скажем, гелий, то голос сильно изменится.

Отсюда http://archive.1september.ru/fiz/1998/no41.htm

[dixi.livejournal.com]

http://www.college.ru/enportal/physics/content/chapter2/section/paragraph5/theory.html
резонанс - эффект резкого усиления вынужденных колебаний, когда частота внешней силы совпадает с собственной частотой системы.

Звуковой резонанс есть результат возникновения стоячих волн
из при ведённых там формул становится ясно что частота волны зависит от скорости звука в газе, от этого же зависит длина волны.

Голосовые связки производят в отличие от камертона колебания с большим разбросом частот, но эффективно усиливаются только те частоты, которые резонируют.
Басовые динамики всегда делают большими, в больших, объёмных корпусах.

[tsetsefly.livejournal.com]

Плотность гелия ниже, потому, что его атомная масса (4) меньше, чем у воздуха (что-то около 30). А количество частиц газа (атомов, молекул) на единицу объема одинаковое.

Далее - средняя скорость частиц в газе у гелия выше, чем у воздуха, т.к. она зависит от кинетической энергии частиц, которая, в свою очередь у гелия и воздуха одинаковая (при одинаковой температуре). Кинетическая энергия одинаковая, а масса меньше - соответственно, скорость должна быть больше.

Дальше мои предположения...
Если скорость частиц выше - должна быть выше скорость звука, т.к. взаимодействие передается этими более быстрыми частицами...

Если скорость звука выше - то в той же самой полости (гортани, например) будет более высокая резонансная частота.

Ну и соответственно, в голосе будут за счет этого резонанса усиливаться высокие гармоники.

Но, что интересно - из этого следует, что основной тон должен все-таки сохраниться. Никогда не слышал, как звучит такой голос - интересно было бы послушать...

[dixi.livejournal.com]

Придумал тут абстракцию, не знаю уж понятную или нет.
Гортань это трубка с воздухом. Столб воздуха это как-бы струна. Если заменить воздух на гелий, столб газа становится легче (струна становится тоньше). Более тонкая струна выше звучит.

эффект Бернулли + эффект Доплера

[muchandr.livejournal.com]

Ниже плотность -> ниже давление -> выше скорость волны -> выше частота (blueshift)

[avva.livejournal.com]

Спасибо!

[pargentum.livejournal.com]

Волна в газе распространяется потому, что на границах области, где давление более высокое, на газ действует сила (перепад давлений). Под воздействием этой силы, газ ускоряется и начинает перетекать в область, где давление ниже. Чем легче газ, тем сильнее он ускоряется (F=ma, первый закон Ньютона), т.е. тем быстрее распространяется волна при том же перепаде давлений.

На самом деле, все еще сложнее, потому что, действительно, колебания голосовых связок порождаются не просто дрожанием мускулов, а взаимодействием связок с протекающим потоком воздуха. Чем легче газ, протекающий через гортань, тем меньше эффективная масса связки, и тем быстрее она будет колебаться при том же тонусе мускулов.

[brammator.livejournal.com]

Я бы дополнил так.

Возьмём струну и начнём дёргать. Ничего не выходит.
Натягиваем струну и продолжаем дёргать. Вау! Оно звучит!
Приделываем коробку из какого-нть твёрдого материала так, штобы вибрация передавалась коробке -- слышим, што
а) звучит громче
б) громче звучит не весь первоначальный спектр, а только часть

Это и есть резонатор. Колебания метаются от стенки к стенке (не молекулы воздуха, а именно волны!), и если длина волны (расстояние, которое проходит волна [все эти волны двигаются со скоростью звука] за время "от пика до пика" [а вот это и есть частота волны -- сколько раз плотность газа пройдёт полный цикл за одну секунду]) укладывается более-менее целое число раз в пространстве резонатора, то.

Уф.

Вернувшаяся волна накладывается на новую. Получается волна в два раза сильнее, чем первоначальная (минус накладные расходы, рассеивание энергии). Она снова летит к противоположной стенке, отражается, возвращается -- получает ещё небольшой "пинок"..

Так резонатор усиливает звуки определённых частот.

Можно ещё так продемонстрировать: встанем напротив стенки и пошлём к ней ракеткой теннисный мяч. Допустим, полсекунды он летит туда и полсекунды обратно. Значит, если мы будем махать ракеткой раз в секунду, то сможем каждый раз увеличивать кинетическую энергию мячика.

Поскольку мячик -- не волна, у него просто возрастёт скорость. У волны -- энергия, то есть громкость.

Отметим, што мы можем махать ракеткой не раз в секунду, а два раза. Или три. Всё равно мячик будет получать своё сполна. Главное -- попадать "в такт".

Изменить свойства резонатора (спектр частот, которые он усиливает) можно двумя способами: изменив физические размеры (поэтому чем больше человек, чем больше у него гортань-резонатор, тем ниже тембр его голоса), или изменив скорость волны (поэтому чем легче газ, тем выше в нём скорость звука и тем выше собственно звук).

Уф. Какой же я сегодня мутный.

[kotbegemot.livejournal.com]

Хлебните газку из "летающего" воздушного шарика -- на короткое время станете заправским буратиной:)
Увлекаться, правда, я бы не стал -- кислород, говорят, органону полезней.

[109.livejournal.com]

> Чем легче газ, тем сильнее он ускоряется (F=ma, первый закон Ньютона), т.е. тем быстрее распространяется волна при том же перепаде давлений.

это довольно дурацкое рассуждение из которого, в частности, должно следовать, что чем громче звук, тем быстрее он распространяется. что неверно.

[abys.livejournal.com]

Скорость звука в гелии выше (он легче). Длина волны испускаемых звуков определяется геометрией рта, т.е. не меняется => частота звука повышается

[pargentum.livejournal.com]

>это довольно дурацкое рассуждение из которого, в частности, должно следовать, что чем громче звук, тем быстрее он распространяется. что неверно.

Что-то вы странное говорите. В газе высокое давление означает увеличение плотности, поэтому масса в первом законе ньютона также увеличивается. По грамотному там надо решать дифур, но плотность газа в этот дифур входит.