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音の不思議!〜ヘリウムガスで声が高くなる仕組みについて

2019-05-21 ブログ

こんにちは!ソリューション事業部のTです!

先日、久しぶりに地元に帰って高校の同窓会に参加してきました。みんな見た目は変わっていましたが、話している感じは高校の時と変わらず安心しました。

僕の歳の同窓会だと、大学に行っている人や社会人になっている人が半分づつくらいいるので、色々な話を聞くことが出来てとてもいい時間を過ごすことが出来ました。

その日はちょうど友達の誕生日だったので、仲のいい友達を集めて誕生日パーティーを開きました。前々から準備していた一発芸で盛り上がり、悩んで選んだプレゼントはとても喜んでもらえました。その一発芸でヘリウムガスを使って芸をしてる友達がいました。

昔から、ヘリウムガスは色々な場面で使っていましたが、実際にどのような仕組みで声を高くしているのかは知りませんでした。なぜ、ガスを吸うだけで声が高くなってしまうのでしょうか?今回はそんなヘリウムガスで声が高くなる仕組みについてのお話です。

私たちはどうやって声を出しているのか

最初に、声のでるしくみから説明します。私たちの声は、喉仏あたりのかたいもの(喉頭という)の中にセットされた声帯という器官によってつくられます。声帯は2本のゴムひものような伸び縮みする振動体で、これが振動して声が生まれるのです。

というと、とても簡単なしくみのようですが、そうではありません。声帯自身の振動が音をつくりだしているのではないのです。声帯を閉じたり開いたりするための神経と筋肉あるいは声帯という楽器を奏でる原動力である肺からの空気。こうした複雑な働きがあって声が生まれるのです。

秘密は空気の伝わる速度!!

これが分かれば声が高くなる仕組みは簡単です。ヘリウムガスは空気よりも軽く、密度の低い気体ですので、声道内にヘリウムガスが充満すると、その中を通る振動音(声)は、空気中より早く進むことができます。一般的に空気中に音が伝わる速さは約340m/秒と言われていますが、ヘリウムガスの中ではこれが約3倍の1120/秒となるため、高い声に聞こえるのです。

ヘリウムガスを吸う時に鼻を塞いだりして余計な空気を入れないようにしてるのは、吐き出す気体をできるだけヘリウムガスにして、音の伝わる速さを速くすることによって高い声を出しているのですね。

ヘリウムガスは不思議で面白いパーティーグッズです。しかし、ヘリウムガスは酸素を含まないため、大量にに吸い込むと一時的に酸欠状態になり、呼吸困難を引き起こす場合があります。

こういった事故を防ぐために、ジョークグッズとして売られている変声用のヘリウムガスには、20%程度の酸素が含まれていますが、風船を膨らませるためのヘリウムガスには、酸素が含まれていませんので、絶対に直接吸い込んではいけません。

バルーン用のヘリウムガスと変声用のヘリウムガスは、酸素の含有量が異なるということをしっかりと認識しておきましょう。