헬륨을 마시면 목소리가 변하는 이유가 뭔가요?

Question

영화 등을 보면 헬륨가스를 마시고 아이들을 상대로 유쾌함을 주는 장면이 자주 나옵니다.

헬륨 가스를 마시면 왜 사람 목소리가 바뀌게 되는 건가요?

설명 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 이원영 전문가입니다.

소리는 공기에 의하여 전파됩니다. 그런데 헬륨을 마시게 되면 소리가 헬륨의 소리 전달 속도에 따라 전달됩니다.

헬륨의 소리 전달 속도는 공기보다 빠릅니다. 그래서 목소리가 이상하게 나는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

헬륨 가스를 마시면 목소리가 변하는 이유는 음성의 주파수가 변화하기 때문입니다. 헬륨 가스는 공기보다 더 가벼우며 음파의 속도가 더 빠르기 때문에, 헬륨 가스를 마시면 소리의 주파수가 상승합니다. 이로 인해 보다 놉은 소리로 들리며, 보다 발코 어릿 아이처럼 들리는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요.

공기 중에서 소리의 속도는 대략 초당 343미터입니다. 헬륨 가스 중에서 소리의 속도는 약 초당 965미터로, 공기 중보다 거의 세 배 가까이 빠릅니다. 이 차이는 헬륨의 분자량이 질소와 산소로 이루어진 공기의 분자량보다 훨씬 가벼워서 발생합니다.
사람의 목소리는 성대에서 진동하는 공기로 인해 생성됩니다. 성대를 통과한 공기는 목구멍, 입, 그리고 코의 공동을 거치면서 공명(진동이 증폭되는 현상)하게 됩니다. 이러한 공명은 소리의 음색을 결정짓는 중요한 요소입니다. 헬륨을 마시면 성대를 통과하는 공기가 헬륨 가스로 대체됩니다. 헬륨의 낮은 밀도로 인해 소리의 전파 속도가 빨라지고, 이는 공명 주파수를 높여 사람의 목소리를 더 높고 날카롭게 만듭니다. 결과적으로, 평소보다 훨씬 높은 톤으로 목소리가 들리게 되는 것입니다.