ヘリウムガスをお尻に入れてオナラをすると高音になる

ヘリウムガスを吸ってしゃべると声が高くなることは皆さんもご存知かと思います。 パーティーグッズなどで「声が変わるカン」としてヘリウムの入り缶が販売されて余興で使われたりしていますね。

実はこのヘリウムガス、お尻に入れてオナラを出すとオナラの音も高くなります。 「そんな馬鹿な」と思うかもしれませんが、声が高くなるのと同じ理由でオナラの音も高くなるのです。

ヘリウムガスで声が高くなる理由

発声は肺からの息を声帯で振動させて音にし喉と口で共鳴させて口から出します。 通常は空気で行っている発声ですが、これがヘリウムガスになると一体何がどう変わるのでしょうか？

ヘリウムガスと言えば風船に入っているガスです。ヘリウム入り風船は浮かび放っておくと空高く飛んでいきます。 つまりヘリウムは空気よりも軽い気体なのです。

高校で元素を順に並べた「周期表」について学びますが、あれが何の順に並んでいるかと言えば原子の陽子の数の順≒大よそ軽い順にならんでいます。 ヘリウムは周期表の中で2番目の元素なので水素に次いで軽く、どれぐらい軽いのかと言えば空気の1/6以下の重さしかありません。

それが音にどのように作用するのかと言えば、気体の重さは音の伝わる速さに影響します。 軽い気体で満たされた場所では音が早く、重い気体で満たされた場所では音が遅く伝わります。

ヘリウムは空気より軽いので、ヘリウムを吸って発声するということは普段よりも音の伝わりが早くなるということです。 音は空気中ではおよそ340m/sの速さで伝わりますが、それがヘリウム中では970m/sもの速さで伝わります。およそ3倍弱の速さになるんですね。

ここでポイントになるのが喉と口で音を振動させる「共鳴」です。 音の伝わる速さと振動数は比例するので、ヘリウムに満たされた場所では音の振動数は多くなります。 そして音の高さとは振動数で変わり「振動数の多い音は高く、振動数の少ない音は低く」聞こえます。

なのでヘリウムを吸って発声した場合「声帯で作った音が3倍の速さで伝わるため、喉と口での振動数が増え、声が高くなる」という訳です。 これがヘリウムが声を高くするメカニズムなんですね。

人の声、ペットの鳴き声、弦楽器などの共鳴して出している音の高さはその空間を満たしている気体の重さによって音程が変化します。 対して太鼓、弦楽器、スピーカーなどの共鳴なしで出している音は空気の重さに関係なく一定の音程で聞こえます。

ちなみにですが、ヘリウムで満たされた空間では生物は呼吸できないので当然死んでしまいます。 パーティーグッズのヘリウム缶を吸って酸欠にならないのは、缶に20%ほどの酸素が含まれているからです。 なので純ヘリウムガスでの変声実験は止めましょう。

お尻にヘリウムを入れてオナラすれば音が高くなる

前項でヘリウムに満たされた空間では共鳴して出た音が高くなることを説明しました。 つまりオナラの音も高くなるのです。

空気中で（普通に）オナラをする場合、控え目に出したオナラと勢いよく出したオナラでは音の高さがまるで違います。 これは体内で共鳴させてオナラの音を作っているということであり、ヘリウムで満たされた空間では音程が変わるということです。 つまりお尻からヘリウムを入れて出したオナラの音は高くなるのです。

以上、ヘリウムと音の話でした。 なおこのオナラの音がヘリウムで変わる話は「探偵ナイトスクープ」という番組の実験で知りました。 昔から常々疑問に思ってはいたのですが、オナラの音程も変わるんですねぇ…。