laveste pris for generiske piller http://1apotekonline.com/

Lær noget nyt på den sjove måde:

Næsehulen og stemmelæberne McGurk-effekten Overtonesang Kardinalvokalerne Hvorfor får man lys stemme når man inhalerer helium? Strubesang

Hvorfor giver helium lys stemme? En teknisk forklaring

Jeg havde for noget tid siden et indlæg om hvorfor man får lysere stemme af at inhalere helium. Årsagen er, som jeg skriver, at lyd bevæger sig hurtigere i helium, men det er ikke meget af en forklaring. Her er derfor en lidt mere teknisk forklaring.

Hvis vi regner med at talekanalen er et 17 cm langt jævnt rør, og tager udgangspunkt i en neutral talekanalkonfiguration, svarende til vokalen [ə], vil lydbølger med en amplitude ved 17 cm blive forstærket, dvs. bølger med bølgelængde (λ) på 68 cm, 22,7 cm, 13,6 cm osv. (17/((2*n-1)*0,25) cm). Det skyldes at luftmolekylerne i den luftsøjle der er i talekanalen, har mere bevægelsesfrihed ved rørets udmunding end i bunden af røret.

I almindelig atmosfærisk luft rejser lyden med ca. 340 meter i sekundet. Ved en tone på 340 Hz er λ = 1 meter. Hvis talekanalen er fyldt med atmosfærisk luft, vil en lydbølge med λ = 68 cm have en frekvens på 500 Hz (34.000/68 Hz). Overtoner omkring 500 Hz vil derfor blive forstærket (ligeledes frekvenser på 1500, 2500, 3500 Hz osv.)

I helium rejser lyden hurtigere, nemlig med ca. 1000 m/s. Hvis talekanalen er fyldt med helium, vil en lydbølge med λ = 68 cm således have en frekvens på 1500 Hz i stedet for 500 Hz. I helium er resonansfrekvenserne i en resonator således højere end i atmosfærisk luft. Det giver indtrykket af en lysere stemme.

Reelt fylder man dog ikke munden 100 % med helium, så effekten er noget mindre end dette. Et studie viser at resonanserne kun hæves i omegnen af 20-30 %. Det afhænger selvfølgelig af mængden af helium i talekanalen.

At lyden bevæger sig hurtigere har samme effekt på resonansfrekvenserne som hvis man forkortede talekanalen (om man løber dobbelt så hurtigt eller halvt så langt, har samme effekt på hvor hurtigt man gennemfører et løb). Børn har en kortere talekanal end voksne, så derfor lyder stemmen mere barnlig når man indånder helium.

I sulfurhexaflourid rejser lyden med 150 m/s. En lydbølge med en λ = 68 cm har i her således en frekvens på 220 Hz. I sulfurhexaflourid sænkes resonansfrekvenserne altså, hvilket giver indtryk af en stemme tilhørende et væsen med usædvanlig lang talekanal.

Grundtonen bestemmes af stemmelæbesvingningerne, som bestemmes af luftgennemstrømningen i glottis og muskelspændingen i stemmelæberne. Begge faktorer er upåvirkede af gasarten i lungerne (jeg antager at det subglottale tryk er det samme uanset om man indånder helium eller almindelig luft). Man kan naturligvis forstærke effekten af heliumstemme ved at hæve grundtonen.

At inhalering af helium giver en lysere stemme skyldes altså at lyd rejser hurtigere i helium, hvilket resulterer i højere resonansfrekvenser, uden at det i sig selv har en effekt på grundtonen.

Bemærkninger

Lydens hastighed og talekanalens længde varierer. Værdierne er valgt for at give nogle bekvemme runde tal. Talekanalen er også kun tilnærmelsesvis er et jævnt rør.

  • Lydens hastighed i tør luft er 331 m/s ved 0 °C. En hastighed på 340 m/s svarer til omkring 15 °C.
  • Lydens hastighed i helium er 972 m/s ved 0 °C.
  • Lydens hastighed i sulfurhexaflourid er 146 m/s ved 0 °C.
  • I fugtig luft og højere temperatur stiger hastigheden.

(Kilder: http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_hexafluoride, http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/souspe.html)

7 Comments

  1. en George siger:

    Ved Stockholm Music Acoustics Conference 1983 (SMAC-83) var der den sædvanlige festaften med skærgårdstur. Efter middagen gav adskillige deltagere et musikalsk bidrag. Professor Johan Sundberg fra KTH sang duet med sig selv; så vidt jeg husker Evert Taubes Fritiof och Carmencita. For at man skulle skelne personerne fra hinanden, indåndede han helium hver gang det var Carmencitas tur. Det var fabelagtigt! Jeg tror, at nogen optog det.

    Tak for en god blog!

  2. Poke Svensk siger:

    Intressant att veta varför.
    men vad heter det som man andas in och får väldigt mörk röst?
    /Poke

  3. Det hedder svovlhexafluorid på dansk, og mon ikke det hedder svavelhexaflourid på svensk?

  4. anonym siger:

    jag tror den heter det! Är den gitig? Ellr är det bara att börja andas av den?

  5. Det er vist ikke direkte giftigt, men da svovlhexafluorid er tungere end almindelig luft, åndes det ikke så let ud og kan lægge sig i bunden af lungerne hvor det blokerer for iltoptaget. Det er derfor vigtigt at sørge for at ånde kraftigt ud og tømme lungerne for luft. Har jeg læst et sted.

  6. Jørgen Dal siger:

    Kære schwa,
    Flere interesserede studerende spørger mig, hvorfor forklaringen pludselig springer fra de 17cm (talekanal) til 68cm ang. dybeste resonans/formant. Måske kunne forklaringen lige berøre 1/4-bølgeresonatoren.
    I øvrigt er schwa en værdifuld kilde også for sangstuderende.
    Mvh J.Dal

    1. Tak for interessen. De 17 cm er talekanalens længde. 68, 22,7, 13,6 osv. er bølgelængder. Sinusbølger har amplitude ved 1/4 og 3/4 af bølgelængden. Den længste bølge med en amplitude ved 17 cm, må altså være fire gange så lang (= 68 cm). Alle bølgelængder der har en amplitude ved 17 cm, overholder formlen (4*17)/(2n-1), altså 68 divideret med et ulige tal. Jeg har lavet et plot af bølger med bølgelængde på 68, 68/3, 68/5 og 68/7 cm, som illustrerer at de alle har en amplitude ved 17 cm her: http://fooplot.com/#W3sidHlwZSI6MCwiZXEiOiJzaW4oKHgpLygoNjgvMSkvKHBpKjIpKSkqMjAiLCJjb2xvciI6IiMwMDAwMDAifSx7InR5cGUiOjAsImVxIjoic2luKCh4KS8oKDY4LzMpLyhwaSoyKSkpKjIwIiwiY29sb3IiOiIjMDAwMDAwIn0seyJ0eXBlIjowLCJlcSI6InNpbigoeCkvKCg2OC81KS8ocGkqMikpKSoyMCIsImNvbG9yIjoiIzAwMDAwMCJ9LHsidHlwZSI6MCwiZXEiOiJzaW4oKHgpLygoNjgvNykvKHBpKjIpKSkqMjAiLCJjb2xvciI6IiMwMDAwMDAifSx7InR5cGUiOjEwMDAsIndpbmRvdyI6WyItMzkuOTcyMzY0OTAyNDk2Mjc0IiwiMTExLjM2NzU1MzQ3MjUxODc4IiwiLTQ0LjY4Mjk5NDQ4NDkwMTM4IiwiNDguNDQ5MjYyOTc2NjQ2MzYiXX1d

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive offentliggjort. Krævede felter er markeret med *

Notify me of followup comments via e-mail. You can also subscribe without commenting.

Følg med

rss e-mail FB Twitter