Pourquoi respirer de l'hélium modifie le son de votre voix

Pourquoi respirer de l'hélium modifie le son de votre voix

Aujourd'hui, j'ai découvert pourquoi l'inhalation d'hélium peut modifier le son de votre voix. La physique derrière ce petit phénomène, pratiqué dans les coins les plus reculés des partis, est en réalité assez simple. Cependant, ce qui se passe dans le tract vocal ne l’est pas.

Le mécanisme de la voix d’une personne est un phénomène biologique impressionnant, né du besoin des femmes de commérages. Tout commence avec l'air dans les poumons. Lorsque l'air passe de vos poumons à l'extérieur de votre bouche, vous pouvez le manipuler de plusieurs façons. Si vous décidez que le voeu de silence est approprié et que vous souhaitez simplement éteindre des bougies toute votre vie, vous pouvez forcer l'air et tout ce que les autres entendent est le son du vent qui souffle de votre bouche. Si vous devez adopter une approche plus Opera Winfrey, vous pouvez utiliser votre larynx ou votre boîte vocale.

L'air dans vos poumons est poussé par la relaxation de votre diaphragme. Il traverse ensuite votre trachée et sort par un petit orifice qui a deux plis de peau (cordes vocales) de chaque côté, en forme de V. Cela s'appelle votre larynx ou boîte vocale. Lorsque les muscles qui s'attachent à votre boîte vocale se contractent et se détendent, ils créent une vibration des cordes. Lorsque ces cordes vibrent, elles libèrent des impulsions d’air. La tension dans ces muscles crée les différences de fréquence. Plus la tension est élevée, plus la fréquence est élevée et donc plus le pitch est élevé. Cette fréquence est mesurée en hertz (combien de fois par seconde, cela se répète). Par exemple, presque tous les sons de la parole humaine se situent généralement entre env. 200 hertz-8 000 hertz. Cela signifie que les ondes sonores vibrent à env. 200 à 8 000 fois par seconde.

Une fois sorti de la boîte vocale, l’air pénètre dans la région de votre bouche qui peut être appelée de manière informelle votre appareil vocal. Lorsque vous manipulez votre langue, votre mâchoire et vos lèvres, vous pouvez modifier les fréquences de résonance créées par vos cordes vocales, vous permettant ainsi de reproduire les nombreux sons de la parole.

Ensemble, le son que nous entendons créé par l'air qui circule à différentes fréquences et résonances crée notre voix. L'épaisseur des cordes vocales est un autre facteur qui influe sur la hauteur. Plus les plis de la peau sont épais, plus la voix est grave. Cela est dû à la quantité de masse de vos accords que l’air doit manipuler. Comme on peut s'y attendre, les hommes ont tendance à avoir des plis beaucoup plus épais que les femmes, ah les plis soulful de Barry White !!

Parlons maintenant de l’air qui sort de vos poumons. Le nombre de molécules dans un volume fixe de gaz, comme le volume d'air dans vos poumons, ne change pas avec le type de gaz (en supposant que les pressions soient raisonnablement basses). Tant que la température et la pression sont les mêmes, peu importe qu'il s'agisse d'hélium ou d'air, le nombre de molécules est le même. La masse de ces molécules est ensuite mesurée en poids atomique. Le poids atomique est une quantité physique sans dimension (c'est pourquoi il fonctionne si bien pour un gaz qui n'a pas nécessairement une dimension donnée). C'est le rapport entre la masse moyenne d'atomes d'un élément et 1/12 de la masse d'un atome de carbone 12. Tout ce que cela signifie fondamentalement est que plus le chiffre est élevé, plus le gaz est lourd.

L'hélium a un poids atomique de 4.002602. L'air, qui contient environ 80% d'azote, présente des caractéristiques différentes selon l'environnement. (Par exemple, si vous habitez à Los Angeles, ses gaz d'échappement sont d'environ 99,27%) Pour cette raison, son poids atomique réel est impossible à définir avec précision. Cependant, il est généralement environ sept fois plus lourd que l'hélium.

Alors, pourquoi la différence perçue dans votre voix avec l'hélium? La réponse réside dans la façon dont les ondes sonores traversent un gaz donné. Plus le gaz est dense ou lourd, plus l'onde sonore se déplacera lentement. L'hélium est beaucoup plus léger que l'air. La vitesse d'une onde sonore à travers l'hélium sera alors beaucoup plus élevée. Donc, en inhalant de l'hélium et en l'utilisant comme source du son perçu, vous augmentez simplement la vitesse ou la fréquence de votre voix. Vous ne modifiez pas le ton, car vos cordes vocales vibrent à la même vitesse que lorsque vous utilisez de l'air. Vous ne modifiez pas non plus la configuration de votre appareil vocal. Ainsi, alors que la fréquence de base des accords reste la même, la fréquence du son entendu par d'autres est augmentée du fait que la vague se propage dans l'hélium beaucoup plus rapidement que dans l'air.

Faits bonus:

  • L'inhalation d'un gaz plus lourd que l'air, tel que le xénon, aura l'effet inverse de l'hélium et donnera un son plus profond à votre voix. Ceci est toutefois extrêmement dangereux car des gaz plus lourds que l'air auront tendance à se déposer au fond de vos poumons, empêchant ainsi l'air d'entrer dans ces espaces et vous étouffant efficacement.
  • L'hélium a les points d'ébullition et de fusion les plus bas de tous les éléments et, en tant que tel, n'existe que sous forme de gaz, sauf dans des circonstances extrêmes.
  • L'hélium est le deuxième élément le plus abondant dans l'univers et représente environ 24% du gaz élémentaire de notre galaxie.
  • Jusqu'à la puberté, le larynx des hommes a une taille similaire à celle des femmes. À partir de ce moment, chez les femmes, l’augmentation de la taille est très faible comparée à celle des hommes. Chez les hommes, cette augmentation considérable implique l’agrandissement de divers cartilages, y compris le cartilage thyroïdien qui devient proéminent dans la ligne médiane du cou (la pomme Adams si vous voulez), tandis que la longueur du Rima Glottidis est presque doublée.
  • L'hélium est utilisé dans la cryogénie (sa plus grande utilisation unique, absorbant environ un quart de la production), en particulier dans le refroidissement des aimants supraconducteurs, la principale application commerciale étant les scanners IRM.
  • Le 18 août 1868, la première trace d'hélium apparaissait sous la forme d'une ligne jaune vif d'une longueur d'onde de 587,49 nanomètres dans le spectre de la chromosphère du Soleil. La ligne a été détectée par l'astronome français Jules Janssen lors d'une éclipse totale de soleil à Guntur, en Inde.

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