گاز هلیوم و تغییر صدا

علت تغییر صدا با گاز هلیوم

گاز هلیوم و تغییر صدا: حتما در مهمانی ها و جشن ها دیده اید که برای سرگرمی و تفریح افراد اقدام به تنفس گاز هلیوم میکنند و صدایشان تغییر میکند، شاید این سوال برایتان مطرح شود که دلیل این تغییر چیست؟
برای دانستن دلیل این تغییر در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.
تنفس این گاز به نوعی به تفریح و سرگرمی مبدل شده است به همین دلیل لازم است که درباره خطرات آن اطلاعات و آگاهی داشته باشید
برای بررسی این گاز نجیب بهتر است ابتدا با مشخصات فنی و خواص آن آشنا شویم.

خواص فیزیکی و شیمیایی

همانطور که گفته شد هلیوم یک گاز نجیب است و در گروه 18 جدول تناوبی و ردیف اول قرار دارد. دلیل نامگذاری این گروه به گاز نجیب و بی اثر اینست که عناصر موجود در این گروه تمایلی به انجام واکنش شیمیایی ندارند و به صورت تک اتمی یافت میشوند. لایه آخر( لایه ظرفیت) آنها پر شده است و الکترون آزادی برای ایجاد پیوند کوالانسی ندارند. اگر دما و فشار در شرایط استاندارد باشد این عناصر معمولا به حالت گازی وجود دارند.

از دیگر مشخصات He میتوان به اثر خنثی و غیر سمی بودن آن اشاره نمود. این ویژگی به شما اطمینان میدهد که این گاز سمی نیست و نمیتواند در ریه مشکل تنفسی ایجاد کند، از لحاظ واکنش با آب یا سایر بافت ها.
ولی عدم واکنش پذیری، دلیل خوبی برای تنفس بی رویه این گاز نیست.
اگر چه این گاز را میتوان تنفس کرد ولی جانشین اکسیژن نیست و اگر با فشار و مقدار زیاد تنفس شود اکسیژن رسانی را مختل کرده و و باعث خفگی و بیهوشی و در نهایت مرگ میشود.

نام گاز : هلیوم	نماد شیمیائی : HE
عدد اتمی : 2	جرم اتمی استاندارد : 4.003gr/mol
چگالی در فشار یک اتمسفر : 0.1786gr/L	چگالی مایع در نقطه جوش : 0.145gr/cm3
نقطه ذوب : 272.20ċ-	نقطه چوش : 268.93ċ-
گرمای تبخیر : 0.0829kj/mol	نقطه بحرانی : 0.227mpa , 5.19k
گرمای همجوشی : 0.0138kj/mol	ظرفیت گرمائی : 20.786j/mol . k

علت تغییر صدا با هلیوم چیست؟

همه ما میدانیم که تارهای صوتی باعث به وجود آمدن اصوات و صدا میشوند. پس بنابراین دلیل تغییر صدا را میتوان به این تارها نسبت داد. برای به وجود آمدن اصوات و صدا عوامل مختلفی دخیل هستند از جمله زبان، بینی، لب و …
علاوه بر اینها هوایی که تنفس میکنیم نیز تاثیر گذار است. اینها همه در نهایت تفاوت صدای شما یا سایر افراد را مشخص میکنند.

صدای شما زمانی که هلیوم تنفس می کنید تغییر می کند زیرا هلیوم سبک تر از هوا است و سرعت صدا در هلیوم بیشتر از هوا است. این بدان معناست که امواج صوتی زمانی که از طریق هلیوم حرکت می کنند، سریعتر حرکت می کنند و فرکانس صدای شما بالاتر می رود. این صدا را نازک تر و بلندتر می کند.

همچنین ممکن است متوجه شوید که صدای شما زمانی که هلیوم تنفس می کنید، بلندتر است. این به این دلیل است که هلیوم در تار صوتی شما ارتعاش بیشتری ایجاد می کند.

تغییر صدا با هلیوم یک پدیده موقتی است. زمانی که دیگر هلیوم تنفس نکنید، صدای شما به حالت عادی باز خواهد گشت.

مکانیسم تولید صدا

صدا در حنجره تولید میشود در واقع محلی که تارهای صوتی وجود دارند. هوا از بین این تارها عبور میکند و آنها را به لرزش در می آورد. و همین لرزش ها در گلو و دهان و بینی طنین انداز میشوند و شما قادر به تکلم میشوید.

حال چرا این گاز باعث تغییر صدا میشود؟

میدانیم که هوایی که تنفس میکنیم تقریبا 78% گاز نیتروژن و 21% گاز اکسیژن است. He از گازهای اکسیژن و نیتروژن چگالی و دانسیته کمتری دارد.
شاید جالب باشد که بدانید سرعت صوت در خلا بیشتر از هوای معمولی است و همچنین گازی که سبکتر باشد در خلا با سرعت بیشتری حرکت میکند.
به همین دلیل است که بادکنک هایی که با این گاز پر میشوند روی هوا شناور می شوند.

سرعت صوت در خلاء نسبت به هنگام عبور هوای معمولی دو برابر میشود. با این دلیل علمی میتوان این تغییر را توجیه نمود. به بیانی دیگر هنگام تنفس هلیوم سرعت عبور از بین تارهای صوتی افزایش می یابد و صدایی متفاوت از صدای خودتان ایجاد میشود.
سوال دیگری که ممکن است ذهنتان را درگیر کرده باشد تغییر تارهای صوتی است.

اصلی ترین دلیل و توجیه تغییر صدا با این گاز، تارهای صوتی هستند. لرزش و عملکرد تارهای صوتی دچار مشکل و ایراد نمیشود بلکه تنها سرعت عبور این گاز از میان تارها باعث تغییر است. این در حالی است که تارها عملکردی مشابه با فرکانس قبلی دارند. پس این تصور که باعث تغییر در فرکانس میشود کاملا اشتباه است.
بنابراین گاز هلیوم تغییر و آسیبی در تارهای صوتی ایجاد نمیکند. از طرفی گاز سولفورهگزا فلوراید(SF6) نیز باعث تغییر صدا میشود.
نقطه مقابل گاز هلیم گاز اس اف سیکس است.

با همه این تفاسیر آیا گاز هلیوم خطرناک است؟

پیش تر گفتیم که این گاز سمی نیست ولی تنفس مداوم آن میتواند آسیب رسان باشد. برخی افراد در تنفس این گاز در مهمانی ها و جشن ها زیاده روی کرده و دچار کمبود اکسیژن میشوند و ممکن است دچار بیهوشی و خفگی نیز شوند.
اگر این گاز به مدت طولانی تنفس شود اندام های بدن دچار کمبود اکسیژن شده و ممکن است مغز آسیب ببیند. ولی تنفس He یکی دوبار مشکلی ایجاد نمیکند.

مخلوط گازی هلیم و اکسیژن برای بیمارانی که انسداد ریوی دارند تجویز میشود چون این ترکیب گازی باعث بهبود جریان هوا میشود. چگالی کم این مخلوط گازی باعث کاربرد آن در پزشکی شده است.
بسیاری ازغواصانی که در اعماق دریاها و اقیانوس ها هستند از این مخلوط تنفسی استفاده میکنند

اکسیژن خالص نیز آسیب رسان است به همین دلیل آن را با یک گاز بی اثر مانند هلیوم یا نیتروژن مخلوط میکنند.
یا این توضیحات متوجه شدیم که این گاز باعث تغییر در تارهای صوتی و فرکانس نمیشود و لرزش آنها تحت فرآیند عصبی ماهیچه ای است و تنها تفاوت آن در سرعت عبور از میان آنهاست و دوباره صدا به حالت قبلی باز میگردد.