Springen naar inhoud

Hoge stem bij het inademen van helium


  • Log in om te kunnen reageren

#1

die hanze

    die hanze


  • >250 berichten
  • 441 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 februari 2013 - 13:00

Ik heb al een tijdje een vraag waar ik niet uit kom. Ik zou willen weten waarom mensen met een hoge stem praten in helium. Het helium zit in de longen, de stembanden trillen en brengen dit helium gas ook aan het trillen met dezelfde frequentie. Deze geluidsgolven reizen door het helium (met een andere snelheid dan door lucht want de dichtheid is lager) en komen dan aan in de mond op het grensvlak met de lucht. Hier gebeurt er volgens mij het interresante fenomeen dat de trillingen overgedragen op de lucht een hogere frequentie krijgen. Maar ik krijg het niet uitgewerkt en ik zie het ook intuitief niet goed in.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3104 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 februari 2013 - 14:44

Misschien wil je dit eens doorlezen.

#3

die hanze

    die hanze


  • >250 berichten
  • 441 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 februari 2013 - 19:28

Dat artikel lijkt mij simplistisch en zelfs fout. Die resonante klanken hangen niet af van de geluidssnelheid.
Het grote verschil tussen onze ideen is, dat volgens mij in een kamer vol helium je stem normaal klinkt. Volgens hen zou ook in een kamer vol helium je stem vreemd moeten klinken. Kan iemand mij hier in volgen?

#4

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5383 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 februari 2013 - 00:08

Volgens mij zit het ongeveer als volgt:

Iemand produceert met de stembanden een toon van - laten wij eens zeggen - 500 Hz.
De golflengte van die toon is bij normale druk in lucht ongeveer 66 cm, omdat de geluidssnelheid in dit geval pakweg 1200 km/u is. 1200.000 / (3600*500) = 0,66

Heeft die persoon echter helium ingeademd, dan neemt de geluidsnelheid toe tot ongeveer 3600 km/u. De basisfrequentie van onze toon blijft 500 Hz want de stembanden trillen ongeveer even snel. Dus zal de golflengte toe nemen tot ongeveer 2 meter. 3600.000 / (3600*500) = 2

Een klankkast heeft een minimale afmeting nodig om een bepaalde toonhoogte goed hoorbaar te maken. De klankkast van een contrabas moet veel groter zijn dan die van een sopraanviool om de langere golflengte van de bastonen goed te kunnen versterken. In de kast treden resonanties op die de lage tonen versterken, en dus is (naast de vorm) het volume van de kast van groot belang. Voor een trompet en een tuba geldt ongeveer hetzelfde, er is een langer instrument nodig met meer volume om kunnen te resoneren op lage frequenties en zo de bastonen voldoende luid weer te geven.

Nu de golflengte in helium een factor 3 is toegenomen, werkt de klankkast van het menselijk lichaam niet meer zoals we gewend zijn. Het volume en de lengte is te klein geworden. Hogere tonen worden nog wel voldoende versterkt maar de lage tonen niet. Onze klankkast kan die veel langere golven niet aan, kan er niet meer goed mee resoneren.

Aangezien een door een mens geproduceerde toon bestaat uit een complex mengsel van lage en hoge tonen (hogere harmonischen) blijven van onze grondtoon van 500 Hz alleen de hogere componenten goed hoorbaar, en vallen de lagere componenten grotendeels weg. We klinken dan als Donald Duck.

We proberen dan als het ware contrabastonen weer te geven met een sopraanviool klankkastje.

Daaruit volgt dan, dat ook in een helium gevulde kamer een Donald stemmetje klinkt.
Motus inter corpora relativus tantum est.

#5

blaft

    blaft


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2013 - 09:38

Daaruit volgt dan, dat ook in een helium gevulde kamer een Donald stemmetje klinkt.

En met lucht gesproken?

#6

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5383 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 februari 2013 - 12:14

Logischerwijs moet met lucht in de longen en helium in de kamer het geluid weer ongeveer normaal klinken.
Wat de eventuele invloed kan zijn op de geluidsoverdracht tussen het lichtere helium en onze trommelvliezen weet ik niet, maar ik denk niet dat het erg veel verschil zal maken.
Motus inter corpora relativus tantum est.

#7

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3053 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 20 februari 2013 - 00:49

Wat ik niet helemaal begrijp: bij een klankkast die de klank beinvloedt zou ik verwachten dat het nodig is dat de geluidsgolf vele keren heen en weer kaatst in de kast. Dat lijkt me nodig voor het versterken van sommige frequenties (resonantie) en het uitdoven van andere. Bij een trillende snaar op een houten klankkast zorgt de snaar voor lang natrillen. Maar bij een rubberen keelholte (zoals Motormouth, met stembanden als geluidsbron) lijkt het me minder waarschijnlijk dat de geluidsgolf een paar keer heen en weer kaatst.

#8

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5383 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 20 februari 2013 - 09:38

Wij resoneren wat af...

Zing een lage noot en voel hem tot onderin je borstkas, zing een middennoot en voel je keel, zing een hoge noot en merk dat die juist boven in de keel en in de neusholtes resoneert. Als onze neusholte bij verkoudheid dichtzit, dan vallen diverse resonanties weg, dat horen we onmiddellijk. We spreken van borststem en kopstem, waarmee we de resonantieholtes aanduiden.

Bij spraak resoneert vooral de spraakholte (stembanden tot lippen):

Uit Wikipedia klik :
Bij gewone spraak of zang wordt de grondtoon f0 bepaald door de spanning in de stembanden. De stembanden produceren geluid bij f0 en bij een reeks harmonische boventonen met frequentie nf0. Als er geen resonanties op zouden treden in de spraakholte, die loopt vanaf de stembanden tot aan de lippen, zou de amplitude van de harmonischen afvallen met ongeveer 12 decibel per octaaf. Maar doordat de spraakholte ook resonanties heeft, Ri, wordt elke harmonische nf0 van de stembanden versterkt als die toon dicht bij een resonantie van de spraakholte ligt. Om verschillende klinkers te laten horen, zal een spreker of zanger de resonanties van de spraakholte veranderen, door de tong, kaak en lippen van positie te laten veranderen.


Vroeger speelde ik wel eens met een microfoon en een oscilloscoop en probeerde dan zo mooi mogelijke sinusgolven te zingen. Ik weet nog dat ik er heel aardig in de buurt kwam, ik meen met een vrij hoge oe-klank. Het zou aardig zijn als iemand met helium eens een zo goed mogelijke sinus wil zingen. Die golf heeft - indien perfect - geen hogere harmonischen en zou dus ook met helium in de longen ongeveer hetzelfde moeten klinken.

rubberen keelholte


Er staat wel een neusholte bovenop, en er is een stuk keelholte zonder longen. Wat basale klanken moeten kunnen resoneren.
Motus inter corpora relativus tantum est.

#9

die hanze

    die hanze


  • >250 berichten
  • 441 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 februari 2013 - 13:39

ok de klankkast theorie lijkt me wel een vrij goede verklaring. Allicht ben ik het te ver gaan zoeken in de helium-lucht grenslaag. Merci voor het antwoord

#10

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5383 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 24 maart 2013 - 21:35

Overigens heeft zwavelhexafluoride (SF6), dat ongeveer 5 keer zo zwaar is als lucht natuurlijk het tegenovergestelde effect. De geluidssnelheid in dit gas is door de grotere inertie van de zware moleculen slechts 44% van de snelheid in lucht.

De resulterende kortere golflengte van een vaste frequentie in dit gas t.o.v. lucht draagt er zorg voor dat juist de lagere tonen beter resoneren in onze spraakholte en de hogere tonen minder. We voorzien een sopraanviool van een contrabas klankkast:

Motus inter corpora relativus tantum est.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures