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。

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？

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。

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。

ヘリウムを吸うと自分の中のアヒルが覚醒し、そして……

少々科学的になりますが

このようなのではいかがでしょうか。

ここはどうでしょう

>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。

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

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