안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.
헬륨을 마셨을 때 목소리가 변하는 현상을 '도날드덕 효과'라고 합니다.
사람의 목소리는 공기가 "폐 - 성대"를 지날 때의 떨리며 만들어집니다. 이를 진동이라고 하지요. 각 물체마다 고유의 진동 수를 가지고 있어 떨림의 정도에 따라 발생하는 소리가 다릅니다. 이로인해 사람마다 목소리가 다른 이유이기도 하며, 성대모사를 할 수 있는 것이지요.
따라서 목소리를 내는 재료가 공기에서 헬륨으로 바뀌었을 때는 목소리를 낼 때의 진동수가 달라지겠지요. 헬륨은 공기보다 밀도가 낮기 때문에 공기가 지나가는 속도보다 헬륨이 지나가는 속도가 2.7배정도 빠르다고 합니다. 밀도가 낮다는 건 같은 공간에서 헬륨이 공기보다 더 적게 있다는 것이지요. 소리가 성대를 더 빠르게 지나가기 때문에 평소 공기로 소리를 낼 때보다 더 높은 소리를 낼 수 있는 것입니다.
높은 소리를 낼 수 있는 헬륨과 반대로 낮은 소리(영화 트랜스포머에서의 옵티머스 프라임 등과 같은)를 낼 수 있는 기체는 '크립톤'이라는 기체 입니다.
얼마 전에 헬륨가스로 목소리를 장난치던 학생들이 질식사(산소부족증, 저산소증)한 사건이 있었습니다. 따라서 목소리 변조 등을 할 때는 여유시간을 두며 하는 것이 안전합니다.
그리고, 헬륨 가스 풍선으로는 확률이 낮지만 혈류 장애를 일으킬 수 있습니다. 이 현상은 고압의 헬륨을 마시는 상태일 때, 폐가 헬륨의 압력을 견디지 못하는 상황 등에서 발생 확률이 높지만 다른 상황에서는 일어나지 않는다. 라고 단정 지을 수 없기 때문에 헬륨 가스를 흡입할 때에는 충분한 시간의 기간을 두고 하시는 것이 안전한 방법입니다.
