헬륨가스를 마시면 목소리가 변하는 원리가 궁금해요
어제 생일파티 위해 풍선에 헬륨가스를 넣다가 갑자기 궁금해진게 있는데요. 헬륨가스를 마시면 목소리가 순간적으로 변하잖아요. 어떻게 그게 가능한거죠?
안녕하세요. 유재경 과학전문가입니다.
헬륨가스 목소리 변조는 흥미롭고 재미있습니다. 과거 월트디즈니에 나오는 도날드덕처럼 우리가 우는 듯
우스꽝스러운 목소리가 난다해서 도날드 덕 효과라고도 부르는데요,
결론부터 말씀드리자면 밀도의 차이 때문입니다. 공기와의 밀도차이를 비교해봐야 할텐데
공기가 헬륨가스의 밀도는 0도일때 7배정도로 헬륨가스의 밀도가 훨씬 낮습니다.
따라서 헬륨을 통과하는 소리의 속도가 공기를 통과할때보다 2.7배가 빠르다고 하는데요.
이를 달리 말하면 헬륨을 이루고 있는 물질들이 공기보다 덜 뭉쳐 있다는 뜻으로 공기보다 널널하니 소리가
더 빨리 지나갈 수 있는 것이고,
이로써 성대의 진동수도 2.7배 늘어나면서 평소보다 높은 소리를 내는 겁니다.
추가로 관악기(나팔이나 트럼펫) 안에 헬륨가스를 채우고 연주해도 밀도의 차이니까 높은 소리가 나온다고 합니다.
답변이 도움되셨길 바랍니다.
목소리를 내는 소리의 진동수는 공기의 밀도에 따라 달라집니다.
밀도가 낮으면 빠르게 움지이고, 밀도가 높으면 천천히 움직입니다.
헬륨은 공기보다 밀도가 낮기 때문에 소리의 속도가 약 3배 빨라집니다.
따라서 속도가 빨라져 진동수가 높아지고 일시적으로 목소리가 변하게 됩니다.
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.
목소리는 폐에서 나오는 공기가 성대를 통과하면서 발생하는 진동에 의해 만들어 지는데 목소리의 높낮이는 진동수에 의해 결정됩니다. 진동수가 빠를수록 높은 음을 내고 느릴수록 낮은 음을 낼 수 있습니다.
그리고 소리를 전달하는 매개체인 공기처럼 매질의 밀도에도 영향이 있는데 밀도가 높으면 진동이 느려지고 낮으면 빨라집니다.
헬륨은 공기보다 밀도가 낮아 우리가 헬륨가스를 마시면 매질이 공기에서 헬륨으로 변하고
밀도가 낮아져 진동이 빨라지게 됩니다. 그래서 평소보다 훨씬 높은 소리가 나오게됩니다.
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.
일단 헬륨은 공기보다 밀도가 낮습니다. 가볍죠.
그래서 헬륨을 주입한 풍선은 둥둥 잘 뜨는것을 확인하실수 있습니다.
헬륨가스를 먹게되면 폐에 헬륨이 차게되는데, 헬륨은 체내로 흡수되지않고 입 밖으로 다시 나옵니다.
그리고 우리가 말을 하거나 소리를 내는것은 성대의 진동에 의해나는것입니다.
그런데 평소 공기를 마시고 공기가 입 밖으로 나오면서 성대를 진동시켜 목소리를 내는데,
헬륨을 마시게 되면 헬륨이 우리의 성대를 떨리게합니다.
헬륨은 공기보다 가벼워 성대를 지나는 속력도 공기에 비해 훨씬 빠릅니다.
그래서 헬륨을 마셨을때 성대가 더 빨리 진동하게 되는것이고
빨라진 진동수는 높은 소리를 나게 하는 것입니다.
안녕하세요. 진솔한 과학 전문가입니다.
헬륨은 공기보다 밀도가 3배 낮습니다.
또한 소리의 진동수는 공기의 밀도에 따라 달라집니다. 밀도가 낮으면 빠르게, 밀도가 높으면 천천히 진동합니다.
들이마신 헬륨을 내보낼 때 소리의 진동수가 높아지고 그로인해 일시적으로 목소리가 변하게 됩니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
일단 헬륨은 공기보다 밀도가 낮습니다. 가볍죠. 그래서 헬륨을 주입한 풍선은 둥둥 잘 뜨는 것을 확인하실 수 있습니다. 헬륨 가스를 마시게 되면 폐에 헬륨이 차게되는데, 헬륨은 체내로 흡수되지 않고 입 밖으로 다시 나옵니다. 그리고 우리가 말을 하거나 소리를 내는 것은 성대의 진동에 의해 나는 것입니다. 그런데 평소 공기를 마시고 공기가 입 밖으로 나오면서 성대를 진동 시켜 목소리를 내는데, 헬륨을 마시게 되면 헬륨이 우리의 성대를 떨리게 합니다. 헬륨은 공기보다 가벼워 성대를 지나는 속력도 공기에 비해 훨씬 빠릅니다. 그래서 헬륨을 마셨을 때 성대가 더 빨리 진동하게 되는 것이고 빨라진 진동수는 높은 소리를 나게 하는 것입니다.
궁금증이 해결되셨길 바라며, 해결되셨다면 추천 부탁드립니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
질문처럼 목소리가 변하는 이유는 입안에 있는 공기 종류 때문인데요. 말을 할때 폐에서 나온 공기가 성대를 지나면서 진동을 하고 이로인해 입안에서 공명이 일어나 목소리가 나옵니다.
이때 입안에 있는 공기의 밀도에 따라 울리는 소리가 속도가 달라집니다.
헬륨은 밀도가 공기보다 작기때문에 헬륨가스를 마시고 말을 하게되면 소리와 속도가 빨라져서 목소리의 진동수가 증가해 도널드덕 같은 목소리가 나오게 됩니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
우리의 목소리는 주변 매질에 의해 떨리는 주파수가 달라지게 되는데요.
헬륨을 마시게 되면 주변 매질이 일반 공기에서 헬륨으로 바뀌게 됩니다. 헬륨은 가볍기 때문에 목소리의 주파수 또한 높아지게 되면서 목소리가 고음으로 바뀌게 됩니다.
안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.
소리가 기체를 통과하는 속도의 차이때문에 생기는 현상입니다. 온도 0일때 동일조건에서 공기의 밀도는 29g/cm3 이고 소리가 통과하는 속도는 331m/s이고, 헬륨은 밀도가 4g/cm3으로 밀도가 작아 소리가통과하는 속도는 공기보다 약 2.7배 빠릅니다. 하여 평소보다 높고 빠르게 들리는 것입니다.
안녕하세요. 이조은 과학전문가입니다.
헬륨가스의 밀도가 공기의 밀도보다 낮기 때문에 일어나는 현상입니다. 밀도차이 때문입니다.
일반 공기의 밀도가 29정도일 때 헬륨가스의 밀도는 4정도로 차이가 꽤 많이 납니다.
이런 차이로 소리가 공기를 지나갈 때 보다 빨리 지나갈 수 있어서 높은 음의 소리가 나오게 되는 것이죠.
