ヘリウムでアヒル声になる理屈を納得いくまで説明してください。

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  • 登録:2004/07/04 21:15:20
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回答(10件)

id:lkj No.1

lkj回答回数278ベストアンサー獲得回数12004/07/04 21:23:08

ポイント20pt

http://www1.cominitei.com/pacgeo/kouza/05_99/chiosu_5a/tx_2.htm

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このページの下の方に書かれてますが

ヘリウムガスは大気よりも軽いガスで、音の伝わる速さがちがいます。ヘリウムガスを吸いこんで話をすると、音の伝わる速さがちがうため、声の高さが変わります。声はたて波なので、このようなことが起こります。

○たて波って、なに

 たて波は、波の伝わる方向に伸び縮みします。ですから、液体でも気体でも固体でも、たて波は伝わります。音も、たて波の一種です。ですから、隣の部屋の音が聞こえてくるのです。

どうでしょうか?

id:paffpaff

結構いいです!

もうちょっと詳しく知りたいです

音の伝わる早さが変わるのは周波数がかわるってことなんでしょうか?

ドップラー現象は伝わる速さはかわらなくて周波数が変わるんですよね?

2004/07/04 21:43:44
id:tetsu129 No.2

tetsu129回答回数115ベストアンサー獲得回数02004/07/04 21:23:43

ポイント10pt

要は、空気中よりヘリウム中の方が音の伝わる速さが速くなり声帯での振動数が増えるため、ということらしいです。

これらだけを読むと、随分声が高くなるような気がしますが、そこまで高くならないのは2つ目のURLにあるように吸うのが混合気体だからでしょう。

id:paffpaff

ヘリウムのほうが空気中よりも音が早く伝わることは了解しましたっ(なぜかは解らないけど)

声帯自体の振動数が増える?

そのへん納得できるようによろしくお願いします

2004/07/04 21:47:57
id:k318 No.3

k318回答回数2622ベストアンサー獲得回数22004/07/04 21:23:52

ポイント20pt

音の伝わる速さは密度と関係があり、密度が小さいほど速くなります。このため空気中よりもヘリウムガスの中の方が伝達速度は速くなります。とのことです。

id:paffpaff

ヘリウムのほうが空気より密度が低いってことですね?

声帯の振動数が増えるっていうことなんでしょうか?

むむ。URL先の人は納得したのにぃ〜

空気を薄くしていくと音は伝わりにくくなる(音が小さくなる)っていう実験をやった覚えがあるのですが

音自体は小さくなったりしてるんでしょうか

混乱してきました

次お願い致します

2004/07/04 21:52:36
id:caster1 No.4

caster1回答回数165ベストアンサー獲得回数02004/07/04 21:26:15

ポイント8pt

http://www.hatena.ne.jp/1088943320

ヘリウムでアヒル声になる理屈を納得いくまで説明してください。 - 人力検索はてな

ヘリウムを吸うと自分の中のアヒルが覚醒し、そして……

id:paffpaff

そぉ〜かもしんない

あるいは「アヒル」のものまねなのかも。

2004/07/04 21:53:07
id:lobelia No.5

lobelia回答回数600ベストアンサー獲得回数12004/07/04 21:29:23

ポイント10pt

少々科学的になりますが

id:paffpaff

密度と音速は比例するってことですね

4のリンクの方

「声は声帯から発せられた振動で、この振動が喉の中で共振するときにヘリウムガスのために速くなります。」

っていうの見落としていました

声帯の振動数が増えるのではなくて口の中で共鳴するときに変化(倍音)するってことなのかな?

2004/07/04 21:59:31
id:onokun No.6

onokun回答回数40ベストアンサー獲得回数22004/07/04 21:29:37

ポイント20pt

http://plus.naver.co.jp/browse/db_detail.php?dir_id=110411&docid...

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このようなのではいかがでしょうか。

id:paffpaff

あっ

既に回答していただいたのと

同じみたいですね

もうちょい補足があると嬉しいです

いまは、説明されたらなんとなく分かってきたけど体に馴染んでない

っていう段階です

2004/07/04 22:01:56
id:kusurino-okyu No.7

kusurino-okyu回答回数336ベストアンサー獲得回数72004/07/04 21:32:01

ポイント10pt

ここはどうでしょう

id:paffpaff

声帯の振動数が変わらなくて

口から出た後相手に伝わるまでもかわらないのかな?

口のなかでなにがどうなってるのか

誰か説明おねがいします

2004/07/04 22:05:45
id:lkj No.8

lkj回答回数278ベストアンサー獲得回数12004/07/04 22:02:05

ポイント10pt

http://www.oitda.or.jp/yh/other/answer/a_other5.htm

ドップラー現象ってどんな現象?

>ドップラー現象は伝わる速さはかわらなくて周波数が変わるんですよね?

はい、その通りです。一応リンク貼っときます。現実には搬送中の救急車を探しに行って来て下さい。納得出来るかと(ぉぃ

こちらのページも参考に。

id:paffpaff

周波数が変わるから声の高さがかわるのも納得です

声帯での振動数が口のヘリウム中で多くなるってところがもう一歩なんですが・・・

2004/07/04 22:13:40
id:aki73ix No.9

aki73ix回答回数5224ベストアンサー獲得回数272004/07/04 22:32:54

ポイント25pt

URLはダミーで持論です

ちょっと高校の時の教科書を引っ張ってきて計算してみました

ヘリウムでアヒル声になるガスは4:1でヘリウムと酸素が混ざった混合気体です

通常音の伝達速度は気体の分子量をMとすると

c=√(γRT/M)

(γは比熱比)

ヘリウム混合ガスの分子量は9.6

空気の分子量は 31.2

つまり、1.8倍の伝達速度になります

声帯から発生した音は伝達速度が速いため、声道での共鳴回数が多くなり振動数が多い音>つまり高い音になります

ヘリウム 972.9m/s (0℃)

水 素 1261.0m/s (0℃)

チッ素  337.0m/s (0℃)

空 気  331.5m/s (0℃)

アヒル声になる気体は酸素が混ざっているために497.3m/s程度になります

しかし、糸電話などを使うと、途中の媒体の伝達速度は違うのに、声は同じ高さで伝わります。

骨伝導スピーカーなんて、空気中を伝わらないのに同じ高さの音で聞こえますよね?

ですから、ヘリウムガスを音が途中で通ったから高くなるという理屈では上手く説明できませんよね

ここのURLには共鳴する回数が多くなるから波長が短くなるとありますが、共鳴しても、響くだけで波長の長さが短くなるというのは感覚的にとらえにくいですね

・・・というわけで、もう少し振動数が増える原理を説明しましょう

ヘリウムを多く含んだ気体を吸い込むと、発信体である声帯自体がヘリウムで満たされます。しかし、声帯自身の振動数は変わりません。

また、声を発声する時間は一定です。

音が別の媒体を通っても音の「波長」自体は発信体に依存するので変わらない(これがポイント)ので、例えば、空気中ならば1秒間に進む331.5mの間に入ってる振動の数とヘリウムの混合気体中を1秒間に進む497.3mの間に入っている振動の数が距離が長いヘリウムの方が数が多くなります。ここで振動の数が大きくなるということは、ヘリウム混合気体を吸った人の口から音が出た時に、振動が多い発信体から音が出るのと同じことになるわけです。

ですから、

ヘリウム混合ガスで満たされた部屋で話をしても、アヒル声に聞こえないでしょうね。

逆に、聞く人の耳の中だけをヘリウム混合気体で満たすことが出来れば、低い音を聞くことになるでしょう。

つまり、発信側の満たされている媒体と受信側の満たされている媒体が異なることによって、音の高さが変わったわけです。

例えるのなら、

天秤の半分を仕切って、片方を水銀、片方を水で満たした時に、同じものをぶら下げると・・・水銀で満たされた方が軽くなるのに結構似ていますね。

両方水で満たされていたら、重さは変わりませんね

id:paffpaff

あれっ?

ということは共鳴がポイントなのではなく

ヘリウム→空気の間で

変化するってことですか?

空気中では伝わるのが遅くなるから

発生した振動が滞って(笑)

その分、間が詰まって音が高くなるってことですか・・・

じゃあ〜

ヘリウム風船に口をあてて喋ったら音が低くなるんですかね

(聞く人は耳をあてて、ですね)

かなり納得してきました。

音が変化するのは口から出た瞬間(ヘリウム→空気)ですね

2004/07/04 22:46:31
id:aki73ix No.10

aki73ix回答回数5224ベストアンサー獲得回数272004/07/04 23:17:07

ポイント10pt

URLはダミーです

>ヘリウム風船に口をあてて喋ったら音が低くなるんですかね

いえ、ヘリウムの風船に口を当てても発信体である声帯は空気で満たされ、聞く人の耳の中も空気で満たされてるので、糸電話できくのと同じで途中の速度が変わるだけで変化しません

この場合、口から出た時点で、ヘリウムに伝わって早くなるので、早くなって遅くなるので結局同じなんですよね

つまり、ヘリウムで満たされた風船やビニール袋の中に、風鈴や笛を入れて鳴らすと、低い音で聞こえるようになるわけです

>共鳴がポイントなのではなく

共鳴という説明自体に語弊があるのです。

ヘリウム>空気の間で変化するということです

媒体のスタートがヘリウム。ゴールが空気なので差が出るわけです。

糸電話の場合は

空気>糸>空気

この場合は

空気>ヘリウム>空気

になって結局変わらないわけです。

あくまでも、発信体(声帯)と受信体(鼓膜)が満たされている媒体がキーです

簡単に発信体や受信体に別の音伝達速度を持つ媒体が満たされたことによって、周波数特性が変わったと考えればいいのですが、中で何が起こってるかというのを説明すると、音源自体は何で満たされていても同じ波長の音が出るものの速くく音の伝わる媒体で満たされたので振動数だけが多くなった。ためにそこから、空気層に移行した時に波長が小さくなり高い音になったといえば分かりやすいでしょうか?

2回目で、これ以上回答できないので、まだ分からない点があれば、ポイント送信かいわしでコメントしますね

id:paffpaff

おっと

耳の中の空気のことを忘れていました

空気->ヘリウムで低くなる、ですね

>つまり、ヘリウムで満たされた風船やビニール袋の中に、風鈴や笛を入れて鳴らすと、低い音で聞こえるようになるわけです

ここがよくわかんなくなりました

高くなるような気がするのですが

(アヒルと同じ?)

--------->aki73ixさんから「高くなる」ということで訂正メールいただきました。

ということでほとんど納得しましたので終了させていただきます

皆さん、どうもありがとうございました

2004/07/05 00:29:55
  • id:junaz
    ヘリウムで変わる楽器変わらない楽器

    >つまり、ヘリウムで満たされた風船やビニール袋の中に、風鈴や笛を入れて鳴らすと、低い音で聞こえるようになるわけです

    あれ?
    共鳴発音体以外は、変わらないはずなんですが・・・・

    だから、笛はピッチがわかるけど、風鈴はピッチがかわらないはずですが。

    URLを参照ください。
    私はこの、でんじろうさんの実験を実際にみたことありますし、NHK教育で前に、九官鳥をヘリウム箱に入れて、ダックボイスにならない実験してました。(九官鳥の人まねは、共鳴で出してないので・・)


    http://www.plusone-edcom.jp/openschool/sonic.html
  • id:paffpaff
    Re:ヘリウムで変わる楽器変わらない楽器

    >>つまり、ヘリウムで満たされた風船やビニール袋の中に、風鈴や笛を入れて鳴らすと、低い音で聞こえるようになるわけです
    >
    >あれ?
    >共鳴発音体以外は、変わらないはずなんですが・・・・
    >
    >だから、笛はピッチがわかるけど、風鈴はピッチがかわらないはずですが。
    >
    >URLを参照ください。
    >私はこの、でんじろうさんの実験を実際にみたことありますし、NHK教育で前に、九官鳥をヘリウム箱に入れて、ダックボイスにならない実験してました。(九官鳥の人まねは、共鳴で出してないので・・)
    >

    ははあ。そうなんですか
    補足ありがとうございます

    その実験、見たいですねぇ〜

  • id:dekohiroshi0211
    9番目の回答者aki73ixさんの説明は間違っています。
    声を出す人と聞く人の両方が止まっているのに、
    振動数が変化することはありえません。
    ヘリウムと空気の境目での波の振る舞いを
    考えればわかります。
    振動数こそが変化しないのであり、
    波長は媒質により変化します。
    (振動数が決まっていて、速度が変化するから波長が変化する。)

    声帯の振動数が変化すると考えるのが自然だと思います。

    だいぶ昔の質問・回答ですが、
    どうしても気になったのでコメントしておきます。

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