헬륨가스를 마시면 왜 목소리가 변하는 걸까?

 

헬륨은 원소기호 He와 원자번호 2번의 화학원소이다.

 

 

 

 

헬륨(Helium)이란?

 

헬륨은 무색, 무취, 무미의 기체이다. 두 번째로 가벼운 원소이며 관측 가능한 우주에서 수소 다음으로 두 번째로 풍부한 원소이다.

 

헬륨은 1868년 프랑스 천문학자 줄스 얀센과 영국 천문학자 조셉 노먼 로키어에 의해 처음 발견되었다. 그들은 일식 동안 태양의 스펙트럼에 있는 노란색 스펙트럼 선을 관찰했는데 이것은 그들이 새로운 원소라고 믿었다. 그들은 그리스 태양의 신 헬리오스의 이름을 따서 이 원소의 이름을 헬륨이라고 지었다.

 

헬륨은 별에서 핵융합에 의해 생산되며 주로 천연가스 우물에서 추출된다. 액화를 통해 천연가스에서 추출되며 액화는 가스를 매우 낮은 온도(-269°C)로 냉각시켜 헬륨이 다른 가스와 분리되도록 한다. 그런 다음 추출된 헬륨을 정제하여 남은 불순물을 제거한다.

 

헬륨은 MRI 기계의 냉각제, 풍선, 블림프용 가스, 용접 및 금속 제작용 가스, 심해 잠수 및 의료 치료에서 혼합물 호흡용 가스 등 다양한 용도로 널리 사용된다.

 

헬륨에는 이러한 응용 분야에서 유용하게 사용할 수 있는 여러 가지 고유한 특성이 있다. 온도를 낮추어 응고할 수 없는 유일한 원소이며 모든 원소 중 끓는점이 가장 낮아(-268.9°C) 우수한 냉각제이다. 또한 반응성이 없으며 다른 원소와 화합물을 형성하지 않으므로 광범위한 응용 분야에서 안전하게 사용할 수 있다.

 

 

헬륨가스를 마시면 왜 목소리가 변하는 걸까?

 

헬륨가스를 마시는 것은 음파가 다른 가스를 통해 이동하는 방식 때문에 목소리가 바뀐다.

 

말을 할 때 성대는 공기를 통해 귀로 이동하는 음파를 만들면서 진동한다. 소리의 음높이나 주파수는 성대의 진동 속도에 의해 결정된다.

사람의 목소리는 성대, 목, 입의 고유한 특성 때문에 다르다. 예를 들어 성대가 큰 사람은 일반적으로 목소리가 낮고 굵은 반면에 성대가 작은 사람은 목소리가 높고 얇다. 

 

헬륨가스는 공기보다 훨씬 가볍고 밀도가 낮다. 헬륨가스를 들이마실 때 가스는 성대를 통해 폐로 이동한다. 말을 할 때 성대가 만들어내는 음파는 목과 입 안에 있는 헬륨가스로 채워진 공기를 통과하는데 이것은 숨을 쉴 때 일반적인 공기와는 다른 밀도를 말한다. 헬륨가스의 밀도가 낮으면 음파가 더 빨리 이동하게 되고 음파의 주파수를 증가시키고 목소리의 음높이를 증가시킨다.

 

다시 말해서 헬륨가스를 마실 때 헬륨 가스의 더 빠른 소리 속도는 성대의 공명을 변화시켜 목소리의 더 높은 음조 조화를 증폭시키고 목소리를 더 높은 음높이로 울리게 한다.

 

헬륨가스를 마시면 폐의 산소를 대체하고 질식을 일으킬 수 있기 때문에 과도하게 마시면 위험할 수 있다. 따라서 헬륨가스 흡입은 아예 피하거나 의료 전문가의 감독 아래 하는 것이 가장 좋다.