Visa fråga/svar

 

Ljud-Ljus-Vågor [10178]

Fråga:
Vad är det som händer med rösten när man andas helium?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Vad är det som händer med rösten när man andas helium?
/jan w, sommarhämsskolan, uddevalla

Svar:
Låt oss se hur en orgelpipa med längden L fungerar. Eftersom pipan är stängd i ena ändan och öppen i den andra, så är den fundamentala (längsta) våglängden l=4*L, eftersom vi måste ha en nod (ingen svängning) i den slutna ändan och en antinod (maximal svängning) i den öppna.

Det är viktigt att komma ihåg, att våglängden bestäms av pipans längd, och alltså är oberoende av vilken gas man blåser med. Ljudhastigheten är däremot olika i olika gaser. Ljudhastigheten i helium är 2.6 gånger högre än luftens.

Ljudhastigheten är proportionell mot molekylernas medelhastighet, som i sin tur är proportionell mot roten av absoluta temperaturen. En typisk luftmolekyl (kväve) är 7 gånger tyngre än en heliummolekyl (28/4 = 7). Vid en given temperatur är medelenergin för luftmolekylerna lika med medelenergin hos heliummolekylerna. Ur det får vi att kvoten mellan ljudhastigheterna blir:

(7)1/2 = 2.6

För alla vågrörelser gäller sambandet att utbredningshastigheten är våglängden*frekvensen, dvs v=l*f. Frekvensen som örat uppfattar blir alltså f=v/l= v/4L. Eftersom ljudhastigheten i helium är 2.6 gånger så hög som ljudhastigheten i luft, så kommer en heliumfylld orgelpipa att ha 2.6 gånger högre naturlig frekvens än samma pipa med luft. Människans talorgan fungerar ungefär som en orgelpipa, och det är därför rösten ändras till högre frekvenser när man andas in helium och pratar.

I fråga 15873 finns en demonstration av vad som händer om man i stället andas in en tung gas som svavelhexafluorid.
/PE/KS

Nyckelord: ljud, resonans [14]; *vardagsfysik [62];

*

 

 

Frågelådan innehåller 7277 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2018-05-19 11:03:01.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.