ちょっと、そこ！風船からヘリウムを吸ったときに、自分の声が甲高くおかしくなったのを聞いたことがありますか?これはかなりワイルドで楽しいパーティートリックですが、ヘリウムがどのようにしてあなたの声をそのように聞こえるようにするのか疑問に思ったことはありますか?ヘリウム供給業者として、私が詳しく解説しますので、しばらくお待ちください。
まず、ヘリウムとは何かについて少し話しましょう。ヘリウムは化学元素であり、その記号は He です。詳細については、次のページをご覧ください。ヘリウムヘリウム。宇宙で水素に次いで2番目に軽い元素です。ヘリウムは無色、無臭、無味です。また、不燃性でもあるため、比較的安全に作業できるガスです。次のようなさまざまな形で取得できます。ヘリウムガス。技術的なことに興味がある場合は、その CAS 番号は 7440 - 59 - 7 です。詳細については、ここで確認できます。ヘリウム CAS 7440 - 59 - 7。
さて、本題に移りましょう: ヘリウムはあなたの声をどのように変えるのでしょうか?これを理解するには、そもそも私たちの声がどのように機能するのかについて少し知る必要があります。話すとき、肺からの空気は喉頭の声帯を通過します。声帯が振動し、その振動によって音波が生じます。声のピッチは、この声帯がどれだけ速く振動するかによって決まります。振動が速いと声のピッチが高く、振動が遅いと音声のピッチが低くなります。
私たちが通常呼吸する空気は、大部分が窒素 (約 78%) と酸素 (約 21%) であり、アルゴンや二酸化炭素などの他のガスも少量含まれています。このガスの混合物は一定の密度を持っています。ヘリウムを吸入すると、肺と声道の中の通常の空気がヘリウムに置き換えられます。ここで重要なことは、ヘリウムの密度は、私たちが通常呼吸する空気よりもはるかに低いということです。
気体中の音速は、その気体の密度に関係します。気体中の音速 (v) の公式は (v=\sqrt{\frac{\gamma RT}{M}}) です。ここで、(\gamma) は断熱指数、R は普遍気体定数、T は温度、M は気体のモル質量です。ヘリウムは空気に比べてモル質量がはるかに小さいため、ヘリウム内の音速ははるかに高くなります。実際、ヘリウム中の音速は空気中の約 3 倍です。
声道内のヘリウムで満たされた空気が声帯を振動させ始めると、音波はより高速でヘリウム中を伝わります。しかし、声帯は通常の空気を吸っているときと同じ速度で振動し続けています。ヘリウム内の音速が速いと、音波の波長が短くなります。そして、ピッチ、周波数、波長の関係 ((f = \frac{v}{\lambda})、f は周波数、v は音速、(\lambda) は波長) によれば、波長が短いほど周波数が高いことを意味します。ピッチは周波数に関係しているので、あなたの声はより高く聞こえます。
この効果は一時的なものであることに注意することが重要です。ヘリウムを吐き出し、再び通常の空気を吸い始めるとすぐに、声は通常に戻ります。これは、通常の密度の空気が声道を再び流れ始め、音速が通常の値に戻るためです。
さて、ヘリウムのこの性質を単なるパーティートリックを超えた素晴らしい応用例がいくつか紹介します。科学の分野では、ヘリウムは極低温で使用されます。極低温まで冷却でき、MRI 装置の超電導磁石を冷却するために使用されます。航空宇宙産業では、燃料タンクの加圧とパージにヘリウムが使用されます。そして半導体製造プロセスでは、高純度ヘリウムがキャリアガスとして使用されます。
ヘリウムのサプライヤーとして、私は幅広い顧客を見てきました。単にパーティー用の風船用にヘリウムを探している人もいれば、ハイテク産業用途にヘリウムを必要としている人もいます。お客様それぞれのニーズに合わせた高品質なヘリウムをご提供いたします。誕生日パーティーを開くときに高音の音声エフェクトを使って楽しみを加えたい場合でも、最先端の実験に取り組んでいる科学者でも、私たちはあなたをサポートします。
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結論として、ヘリウムが声を高くする能力は、ヘリウムの密度が低く、声道内の音速に影響を与えるという興味深い結果です。これは楽しいパーティーのトリックであるだけでなく、さまざまな業界でも重要な用途があります。したがって、ヘリウムの市場に興味がある場合は、ためらわずにご連絡ください。ヘリウムに関するあらゆるニーズにお応えいたします。
参考文献
- ハリデー D.、レズニック R.、ウォーカー J. (2014)。物理学の基礎。ワイリー。
- サーウェイ、RA、ジュエット、JW (2018)。現代物理学を備えた科学者とエンジニアのための物理学。センゲージ学習。
