안녕하세요, 사이드스토리입니다.
요즘 아이와 집에만 있다 보니 집에서 할 수 있는 놀이를 찾고 찾아서 하는 중입니다. 밀가루 반죽도 해보고 종이컵 탑 쌓기도 했는데 그중 아이가 가장 좋아했던 게 헬륨 가스 마시고 낸 목소리로 노래 부르기였네요. 제가 헬륨 가스를 잔뜩 먹고 이야기하면 아이가 깔깔 거리며 좋아해서 시간 가는 줄 모르고 놀았는데 왜 목소리가 변하는지 정확히 설명할 수는 없었어요.
헬륨 가스로 목소리가 변하는 이유
사람의 목소리는 폐에서 나오는 공기가 목에 있는 성대의 중앙을 지난 다음 다시 발성 통로를 지나 밖으로 나오면서 만들어지는 소리를 말합니다. 성대의 긴장으로 인해 공기 압력이 변화되고 성대와 그 사이의 공기가 진동해서 소리가 다양하게 만들어지는 것입니다. 공기의 진동수에 따라 목소리의 높낮이가 달라지게 되는 것입니다.
입 안에 있는 공기의 종류 또한 목소리를 다양하게 하는 요인이 되는데 입 안에 있는 공기가 다르면 소리의 속도가 달라지며 이에 따라 소리가 다른 진동수를 갖게 되어 목소리가 변하게 되는 것입니다.
공기를 통과하는 소리는 속도의 0˚C에서 초속 331m 정도입니다. 같은 온도에서 헬륨은 그 밀도가 훨씬 적기 때문에 헬륨을 통과하는 소리의 속도는 음속의 약 3배 정도인 초속 약 891m가 됩니다. 입안에 헬륨을 들여 마신 상태에서 말을 하거나 노래 등의 소리를 내게 되면 소리의 진동수가 평소보다 높게 되어 높은 소리를 내게 되는 것입니다.