При каких условиях в человека вселяется Дональд Дак и при чем тут плотность гелия
,
Иллюстрация: Максим Чатский
Известно, что, если вдохнуть гелия из надувного шарика, станешь говорить, как Дональд Дак, и будет очень смешно. За наше веселье в данной ситуации ответственны физические законы распространения звука.
Звук — это механические волны, которые могут распространяться в жидкостях, в твердых телах и газах. Звук порождается колебанием каких-либо предметов или субстанций. Когда мы говорим, колебания осуществляются нашими голосовыми связками и речевым трактом (трахея, гортань, ротовая полость). Он задает длины звуковых волн выступая в роли резонатора, точно так же, как корпус скрипки, виолончели или гитары. Строением нашего речевого тракта и тем диапазоном длин волн, которые он воспроизводит, определяется тембр нашего голоса.
Длины звуковых волн связаны со скоростью распространения звука и с частотой колебаний простой формулой: L = v/f, где L — длина волны, v — скорость, а f — частота.
В разных газах звук распространяется с разной скоростью. Гелий в несколько раз менее плотный, чем воздух, и звуковые колебания в нем распространяются не со своей обычной скоростью 350 м/с, а со скоростью больше 900 м/с. Когда человек говорит, вдохнув гелия, скорость, с которой звук распространяется в его речевом тракте, увеличивается почти в 3 раза. Когда быстрые звуковые волны, вышедшие из нашей гортани, достигают границы с воздухом, они друг за другом замедляются, как в дорожной пробке, от чего расстояние между ними (длина волны) сокращается, при том, что частота остается неизменной.
Короткие волны влетают в ухо, и мы слышим звук на несколько тонов выше. Звучание своего голоса можно сделать и ниже, если Дарт Вейдер вам ближе Дональда Дака. Надо вместо гелия надышаться, например, гексафторидом серы. В нем скорость звука меньше, чем в воздухе.
Это универсальный эффект. Он касается даже таких крутых парней, как Вин Дизель.
Изменение звучания происходит не только с человеческим голосом. Если, например, наполнить гелием виолончель, то звучать она будет как скрипка: длину волны определит резонатор — в данном случае, корпус инструмента.
Дышать шариками, в отличие от гексафторида серы, безопасно. Навредить себе можно, только если забывать время от времени снова вдыхать воздух. Так можно задохнуться, поскольку гелий, попавший в легкие, не свяжется с нашим гемоглобином и не начнет любезно выполнять окислительные функции в организме вместо кислорода. И уж точно не стоит вдыхать гелий прямо из баллонов, где он находится в сжатом состоянии. Он подается под давлением, так что можно травмировать легкие.
Комментарии