Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:12 • sest 21:41 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 00:00 • Sest 00:00 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:09 • Síðdegis: 20:27 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:12 • Síðdegis: 14:14 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Hvers vegna breytist röddin í fólki sem andar að sér helíngasi?

Þorsteinn Vilhjálmsson og Emilía Dagný Sveinbjörnsdóttir

Hér er einnig svar við spurningunni:
Getur helín skaðað mann ef maður lætur það ofan í sig til skemmtunar?

Raddböndin eru tvær aðskildar himnur eða þykkildi í barkakýlinu í hálsinum. Brjósk og vöðvar stjórna því hvort og þá hversu mikil glufa er milli raddbandanna, hver lögun þeirra er og hvort þau eru slök eða stríð. Þegar loft þrýstist gegnum barkakýlið og raddböndin liggja þétt hvort að öðru titra þau en við það myndast hljóð sem mótast síðan frekar af tungunni og hljóðholinu í hálsi og munni. Þetta hljóð hefur upphaflega margar og mismunandi bylgjulengdir og tíðnigildi og við tölum um að tíðniróf þess sé breitt.



Þetta er svipað og þegar gítar- eða píanóstrengur titrar nema hvað þá er sveifluvakinn mjög reglulegur hlutur og þannig lagaður að honum er eðlilegt að gefa frá sér hreinan tón ásamt yfirtónum sem fara eftir því hvernig hann er sleginn. Holrúm sem er reglulegt í laginu og fullt af lofti getur einnig gefið frá sér hreina tóna þegar blásið er gegnum það eða framhjá opi á því eins og við þekkjum úr orgelpípum og öðrum blásturshljóðfærum.

Eins og áður var sagt má líta á hálsinn í okkur sem hljóðhol (e. resonating cavity) sem magnar sérstaklega upp tilteknar bylgjulengdir í hljóðinu sem raddböndin skapa. Því stærra sem hljóðholið er þeim mun meiri verður bylgjulengd hljóðsins sem mótast og tíðnin minni, enda er margfeldi bylgjulengdar og tíðni jafnt hljóðhraðanum og hann er sá sami í mismunandi hljóðholum við sömu aðstæður. Þessu má lýsa nákvæmar með jöfnu:

bylgjuhraði = tíðni (frequency) * bylgjulengd (wavelength)

Við getum séð fyrir okkur dæmi um áhrif þessarar jöfnu með því að bera saman fiðlu, lágfiðlu, selló og kontrabassa: Því stærri sem hluturinn er því meiri verður bylgjulengdin og þeim mun minni er tíðnin - tónninn verður dýpri.

Bylgjulengd hljóðsins sem raddböndin gefa frá sér er hin sama hvort sem helín eða andrúmsloft er í hljóðholinu, og það mótar bylgjulengdina á sama hátt og áður því að lögun þess hefur ekkert breyst. Hins vegar er hraðinn ekki sá sami þar sem helín er miklu léttara gas en andrúmsloftið og hljóðbylgjur fara miklu hraðar gegnum það. Ef hraðinn eykst en bylgjulengdin er fasti þá hlýtur tíðnin að aukast til þess að jafnan gangi upp. Það er einmitt þetta sem gerist þegar menn anda að sér helíngasi og gefa síðan frá sér hljóð; röddin breytist og verður hærri (skrækari). Að sama skapi mundi röddin dýpka ef við mundum anda að okkur gasi þar sem hraði hljóðsins er minni en í andrúmslofti.



Þegar maður andar að sér helíni verður röddin einna líkust Andresi önd eða öðrum teiknimyndapersónum.

Helín er eitt þeirra frumefna sem kallast eðalgös og eru í dálkinum lengst til hægri í lotukerfinu. Þessar lofttegundir eru sem næst óvirkar (e. inert) frá sjónarmiði efnafræðinnar; þær taka ekki þátt í efnahvörfum með öðrum efnum. Þess vegna er til dæmis hættulaust að nota helín í blöðrur; það er öldungis óeldfimt. Það hvarfast heldur ekki við slímhúðina í hálsi eða lungum og veldur því ekki beinu tjóni á þessum líffærum. Hins vegar ryður það burt andrúmsloftinu og þar með súrefninu sem við þurfum til að anda eðlilega. Þess vegna er eins gott að losa sig við það fljótlega, rétt eins og það er óheppilegt að halda lengi niðri í sér andanum. Helínið fer líka sem betur fer nokkurn veginn af sjálfu sér í burt því að það er miklu léttara en loft og leitar því upp úr lungum og hálsi ef við erum í venjulegum stellingum. En við mælum samt ekki með því að fólk andi að sér helíni í miklu magni eða haldi því lengi niðri í lungunum.

Þung eðalgös eins og krypton og xenon eru líka óvirk eins og helín og þess vegna hugsanlegt að anda þeim að sér án tjóns á líffærum sem þau snerta. Þar sem hljóðhraðinn í þeim er minni en í lofti mundi tíðni hljóðsins frá okkur minnka við það og hljóðið yrði dýpra eða dimmara. Hins vegar yrði miklu hættulegra og erfiðara að nota þessi efni til þess arna þar sem þau eru þyngri en loft og leita því ekki upp úr lungunum af sjálfu sér nema við mundum þá standa á höfði.

Vilji lesandinn heyra dæmi um hvernig röddin breytist við það að anda að sér helíni getur hann smellt hér til að heyra mann tala með eðlilegri rödd og hér til að heyra sama mann tala með „helín-rödd“.

Myndir og hljóð:

Höfundar

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Emilía Dagný Sveinbjörnsdóttir

Emilía Dagný Sveinbjörnsdóttir

landfræðingur og starfsmaður Vísindavefsins

Útgáfudagur

10.10.2005

Spyrjandi

Bergsveinn Stefánsson
Birgir Sigmundsson
Fríða Guðmundsdóttir
Júlíus Valsson

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson og Emilía Dagný Sveinbjörnsdóttir. „Hvers vegna breytist röddin í fólki sem andar að sér helíngasi?“ Vísindavefurinn, 10. október 2005. Sótt 27. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=5319.

Þorsteinn Vilhjálmsson og Emilía Dagný Sveinbjörnsdóttir. (2005, 10. október). Hvers vegna breytist röddin í fólki sem andar að sér helíngasi? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=5319

Þorsteinn Vilhjálmsson og Emilía Dagný Sveinbjörnsdóttir. „Hvers vegna breytist röddin í fólki sem andar að sér helíngasi?“ Vísindavefurinn. 10. okt. 2005. Vefsíða. 27. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=5319>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvers vegna breytist röddin í fólki sem andar að sér helíngasi?
Hér er einnig svar við spurningunni:

Getur helín skaðað mann ef maður lætur það ofan í sig til skemmtunar?

Raddböndin eru tvær aðskildar himnur eða þykkildi í barkakýlinu í hálsinum. Brjósk og vöðvar stjórna því hvort og þá hversu mikil glufa er milli raddbandanna, hver lögun þeirra er og hvort þau eru slök eða stríð. Þegar loft þrýstist gegnum barkakýlið og raddböndin liggja þétt hvort að öðru titra þau en við það myndast hljóð sem mótast síðan frekar af tungunni og hljóðholinu í hálsi og munni. Þetta hljóð hefur upphaflega margar og mismunandi bylgjulengdir og tíðnigildi og við tölum um að tíðniróf þess sé breitt.



Þetta er svipað og þegar gítar- eða píanóstrengur titrar nema hvað þá er sveifluvakinn mjög reglulegur hlutur og þannig lagaður að honum er eðlilegt að gefa frá sér hreinan tón ásamt yfirtónum sem fara eftir því hvernig hann er sleginn. Holrúm sem er reglulegt í laginu og fullt af lofti getur einnig gefið frá sér hreina tóna þegar blásið er gegnum það eða framhjá opi á því eins og við þekkjum úr orgelpípum og öðrum blásturshljóðfærum.

Eins og áður var sagt má líta á hálsinn í okkur sem hljóðhol (e. resonating cavity) sem magnar sérstaklega upp tilteknar bylgjulengdir í hljóðinu sem raddböndin skapa. Því stærra sem hljóðholið er þeim mun meiri verður bylgjulengd hljóðsins sem mótast og tíðnin minni, enda er margfeldi bylgjulengdar og tíðni jafnt hljóðhraðanum og hann er sá sami í mismunandi hljóðholum við sömu aðstæður. Þessu má lýsa nákvæmar með jöfnu:

bylgjuhraði = tíðni (frequency) * bylgjulengd (wavelength)

Við getum séð fyrir okkur dæmi um áhrif þessarar jöfnu með því að bera saman fiðlu, lágfiðlu, selló og kontrabassa: Því stærri sem hluturinn er því meiri verður bylgjulengdin og þeim mun minni er tíðnin - tónninn verður dýpri.

Bylgjulengd hljóðsins sem raddböndin gefa frá sér er hin sama hvort sem helín eða andrúmsloft er í hljóðholinu, og það mótar bylgjulengdina á sama hátt og áður því að lögun þess hefur ekkert breyst. Hins vegar er hraðinn ekki sá sami þar sem helín er miklu léttara gas en andrúmsloftið og hljóðbylgjur fara miklu hraðar gegnum það. Ef hraðinn eykst en bylgjulengdin er fasti þá hlýtur tíðnin að aukast til þess að jafnan gangi upp. Það er einmitt þetta sem gerist þegar menn anda að sér helíngasi og gefa síðan frá sér hljóð; röddin breytist og verður hærri (skrækari). Að sama skapi mundi röddin dýpka ef við mundum anda að okkur gasi þar sem hraði hljóðsins er minni en í andrúmslofti.



Þegar maður andar að sér helíni verður röddin einna líkust Andresi önd eða öðrum teiknimyndapersónum.

Helín er eitt þeirra frumefna sem kallast eðalgös og eru í dálkinum lengst til hægri í lotukerfinu. Þessar lofttegundir eru sem næst óvirkar (e. inert) frá sjónarmiði efnafræðinnar; þær taka ekki þátt í efnahvörfum með öðrum efnum. Þess vegna er til dæmis hættulaust að nota helín í blöðrur; það er öldungis óeldfimt. Það hvarfast heldur ekki við slímhúðina í hálsi eða lungum og veldur því ekki beinu tjóni á þessum líffærum. Hins vegar ryður það burt andrúmsloftinu og þar með súrefninu sem við þurfum til að anda eðlilega. Þess vegna er eins gott að losa sig við það fljótlega, rétt eins og það er óheppilegt að halda lengi niðri í sér andanum. Helínið fer líka sem betur fer nokkurn veginn af sjálfu sér í burt því að það er miklu léttara en loft og leitar því upp úr lungum og hálsi ef við erum í venjulegum stellingum. En við mælum samt ekki með því að fólk andi að sér helíni í miklu magni eða haldi því lengi niðri í lungunum.

Þung eðalgös eins og krypton og xenon eru líka óvirk eins og helín og þess vegna hugsanlegt að anda þeim að sér án tjóns á líffærum sem þau snerta. Þar sem hljóðhraðinn í þeim er minni en í lofti mundi tíðni hljóðsins frá okkur minnka við það og hljóðið yrði dýpra eða dimmara. Hins vegar yrði miklu hættulegra og erfiðara að nota þessi efni til þess arna þar sem þau eru þyngri en loft og leita því ekki upp úr lungunum af sjálfu sér nema við mundum þá standa á höfði.

Vilji lesandinn heyra dæmi um hvernig röddin breytist við það að anda að sér helíni getur hann smellt hér til að heyra mann tala með eðlilegri rödd og hér til að heyra sama mann tala með „helín-rödd“.

Myndir og hljóð:...