헬륨가스를 먹으면 왜 목소리가 달라지나요?

Question

친구들과 장난을 칠 때 헬륨가스를 먹고 음성 변조를 하곤 했는데요

생각해 보니까 공기를 포함해 다른 기체들은 먹어도 그대로인데

유독 헬륨가스만 목소리가 이상하게 변하더라고요

무슨 원리로 이렇게 되는 건지 궁금해요

Answer 1

안녕하세요. 한선옥 과학전문가입니다.

우리말에는 공기와 음식물의 통로인 시도와 식도가 있습니다

목소리는 폐에서 나와는 공기가 목 아랫부분에 있는 성대 중앙을 통과 하고 발송통로를 지나 밖으로 나와요

성대의 긴장으로 공기압이 같이 변하고 성대와 그사이의 공기가 진동해서 소리가 다양하게 만들어 집니다

헬륨은 공기보다 가볍고 밀도가 작아서 통과할때 소리의 속도가 공기를 통과할때보다 빨라 집니다

헬륨가스를 마시면 공기의 진동이 아닌 헬륨의 진동으로 인한 기체의 속도가 빨라져서 목소리의 진동수가 증가하고 높은소리가 나옵니다

Answer 2

헬륨은 공기보다 밀도가 낮은 기체이기 때문에 목소리가 높아지는 특성이 있습니다. 목소리는 기본적으로 기도에서 발생한 소리가 인후와 입술 등을 통해 필터링되어 만들어지는데, 헬륨을 입에 넣으면 이 필터링 효과가 약화되어 목소리가 높아지고 왜곡되는 것입니다. 헬륨이 목소리에 미치는 효과는 기체의 밀도와 질량, 소리의 주파수에 따라 다르게 나타날 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이성현 과학전문가입니다.

헬륨은 수소 다음으로 가벼운 기체입니다. 헬륨은 여러가지에 사용되는데 풍선이나 애드벌룬 속에 넣기도 합니다.

헬륨가스를 들이키면 목소리가 이상하게 변합니다. 목소리 톤이 높아지고 빨리 말하는 것처럼 느껴집니다. 보통 공기에서는 평소처럼 말하더라고 헬륨을 마시고 말하면 목소리가 변하는 이유는 헬륨의 특성 때문입니다.

목소리를 내는 소리의 진동수는 공기의 밀도에 따라 달라집니다. 밀도가 높으면 천천히, 낮으면 빠르게 움직입니다. 그런데 헬륨은 공기보다 밀도가 작기 때문에 헬륨 안에서 소리의 속도는 일반 음속의 3배에 달합니다. 속도가 빨라지면 진동수가 커져 소리의 음도 높아지게 됩니다. 이와 같은 이유로 헬륨을 마시면 일시적으로 목소리가 빠르고 톤이 높아지는 것입니다.

헬륨은 비활성기체로 안전한 기체입니다. 몇번 마시는 것 정도로 인체에 나쁜 영향을 미치지는 않습니다. 하지만 지나치게 마시는 것은 좋지 않습니다.