氦气和六氟化硫使声音变化的原理是什么?

氦气让人声音变尖细,六氟化硫则声音变粗
声音在氦气中传播的速度比空气快,在六氟化硫中传播的速度比空气慢,是这样吧。
但是这样为什么就能让声带发声的频率产生变化了呢? 因为六氟化硫和氦气的密度不同,所以我们按惯常的习惯发声(振动空气)的时候,振动达不到原来的那种速度/频率? @布兰登史塔克

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9个答案
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Ent古生物学博士生,科学松鼠会成员

2012-12-14 17:24

好吧,其实这是一个著名的迷思……氦气其实不能让人的“音调”变高。我们听到的改变,是音色的变化。或者说,基音没变,但泛音的强度变得不同了。

人的声带振动的“基准”频率是由声带本身的紧张程度控制的,周围空气阻力会对它的振动产生影响,但效果很小……而空气换成氦气的这个变化也是很小的,可以认为振动的频率基本不变

但是除了音叉之外,几乎任何东西的发生都不是简谐振动,而是很多振动结合在一起。基准的那个振动是基音,而那些较高频的振动就是泛音了。

声带振动本身不是很强,需要周围气管空腔的共振。而共振的强度由波长决定,波长整数倍的波容易共振。现在气管里的气体变了,声波速度就变了,要保持波长不变,频率也得相应改变。
氦气的声速接近空气的三倍,所以共振频率也变成了三倍。因此原来基音共振好、放得比较大,现在是更高频的泛音共振好,整体的音色就给人以“高频”的感觉。但要说“音调”的话,是没变的。


最后,当这些氦气中的高音抵达空气的时候——波通过不同介质时,频率是守恒的。所以接下来传到你耳中的声音也是高频成分大,显得高。

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电耀化学本科僧

2012-12-19 13:34

亲自吸过氦气……当呼吸道充满氦气时,用平常的喉部肌肉控制发声变得很困难,这应该是@Ent “气管空腔的共振”频率变了,为了说出话来,就必须(不知不觉地)提高声带振动频率,所以说发生频率频率变化实际上是自我造成的。也可参照《生活大爆炸》的某一集中,Kwipky用氦气戏弄谢耳朵时,谢耳朵先是感觉发不出声,然后很痛苦地紧着喉咙才能说出话来。(弄不好这真是一边放着一大罐氦气一边拍摄的……烧钱啊啊啊)

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声音可以做Fourier变换成cos函数的。气体对每一种频率响应不同会改变频率空间的分部,再反演回来就是音调变了。。。

我瞎掰的。。。。请高手指正

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PauLo专注声学第五年

2013-02-15 23:46
支持者:

不同气体的密度不同,声音传播介质的特征阻抗不同,声速也不同。根据基本的物理学原理,声速不同,频率不同。听到的声音的音调高低也不同。同时气体密度也有可能影响声带的振动,这个在声学和材料学层面上是可以理解的,但是仍然需要解剖学的证据来证明。

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阳离子交换树脂精灵药物制剂工艺,线操纵特技航空模型,亚音速空气动力...

2015-03-18 17:12

点击访问视频

上视频,传播介质密度不同导致的频率变化

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声带附近气体密度变化导致声带震动是阻尼变化进而影响频率

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氦气贵,一般国内的气球不会充的;且有窒息风险,不要好奇去尝试哦~

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为什么要强调氦气呢,更便宜的氢气没这效果吗

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悉毅说电子工程、软件工程双硕

2013-07-02 13:45

应该是声腺受刺激后的反映吧?

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