헬륨 가스를 마시면 왜 목소리가 변하는 것인가요.?

Question

티비나 예능프로그램을 볼 때 헬륨가스를 마시거나 혹은 헬륨가스가 들어간 풍선을 입에 물고 숨을 들이마시게 되는 경우 목소리가 완전히 다른 사람의 목소리로 되던데 어떻게 목소리가 변하게 되는것인가요?

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

헬륨 가스를 마시면 목소리가 왜 변하게 되는지에 대해 궁금하신 것 같아요. 이는 헬륨 가스의 분자 구조 때문인데요. 헬륨 가스는 다른 기체들과는 달리 분자가 하나밖에 없어서 공기와 달리 더 가벼운 분자 구조를 가지고 있어요. 그래서 헬륨 가스를 마시면 목소리가 높아지는 것처럼 들리는 거예요. 이는 목소리가 발생하는 곳인 성대 주위의 공간이 헬륨 가스로 채워지면서 공기보다 더 빠르게 진동하게 되기 때문이에요. 그래서 더 높은 음을 내게 되는 거죠. 이렇게 헬륨 가스는 목소리의 음높이를 바꾸는 역할을 하게 되는 거예요. 감사합니다.

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Answer 2

안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.

헬륨가스를 마셨을 때 목소리가 변화하는 현상을 '도널드덕 효과'라고 부르는데, 이러한 현상이 일어나는 이유는 밀도 차이 때문입니다. 보통 공기의 밀도는 29g/㎤이며 이 때 공기를 통과하는 소리의 속도는 0도일 때 약 331m/s 입니다. 하지만 헬륨 가스는 같은 0도일 때 밀도는 4g/㎤로 공기보다 훨씬 낮습니다. 그렇기 때문에 공기보다 밀도가 낮기 때문에 헬륨을 통과하는 소리의 속도가 공기를 통과할 때보다 빠르게 됩니다. 이로 인해 성대에서의 진동수 역시 증가하게 되면서 목소리가 다르게 나타나게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.

헬륨 가스를 마시면 목소리가 잠시 동안 높아지는 현상은 헬륨의 물리적 특성 때문입니다. 사람의 목소리는 성대에서 생성된 진동이 기도를 통해 공기 중으로 전달되면서 만들어집니다. 이때 공기의 밀도가 목소리의 전달 속도에 영향을 미칩니다.

1. 헬륨의 밀도: 헬륨은 공기보다 밀도가 훨씬 낮습니다. 이 낮은 밀도 때문에 헬륨을 통해 소리가 전달될 때 속도가 빨라집니다.

2. 소리의 속도와 진동수: 소리의 속도가 빨라질수록 소리의 진동수(또는 피치)가 증가합니다. 진동수가 높아지면 소리가 더 높게 들립니다.

3. 효과의 일시성: 헬륨 가스를 마신 후 숨을 내쉴 때, 헬륨이 성대를 통해 나가면서 발생하는 소리는 평소보다 빠르게 진동합니다. 그 결과, 잠시 동안 목소리가 높은 피치로 변합니다.

헬륨을 마실 때 주의해야 할 점은, 헬륨이 산소를 대체하여 산소 부족 상태를 유발할 수 있다는 것입니다. 이는 두통, 어지러움, 심지어 의식 상실을 초래할 수 있습니다. 따라서 헬륨을 사용하는 재미있는 실험은 재미있고 안전하게 짧은 시간 동안만 해야 합니다.