Почему при вдыхании гелия так изменяется голос?

Виной всему - разница в давлении гелия, попавшего в гортань при вдохе, и азота с кислородом, преобладающими компонентами воздуха, которым мы дышим. В единице объема любого газа при одинаковых условиях содержится равное число частиц. Но поскольку атомы гелия примерно в семь раз легче молекул азота, плотность гелия во столько же раз больше, чем плотность воздуха.

Чтобы объяснить, при чем здесь изменение голоса, вспомним, что такое звук. Звуковые волны порождаются колебаниями какого-нибудь объекта. Это может быть кожа барабана или голосовые связки. Когда мы ударяем по барабану, его туго натянутая кожа начинает вибрировать, и эти колебания передаются воздуху, который то уплотняется, то разрежается. Волны сжатия и разрежения распространяются по воздуху, достигают нашего уха, и тогда слышен звук. Число разрежений и сжатий за единицу времени называется частотой звука.

Число колебаний барабана или голосовых связок не зависит от того, в какой среде они находятся. А поскольку частота колебаний определяет высоту звука, то вдыхание звука никак на нее не влияет. Однако скорость распространения звуковых волн, а также тембр звука зависят от плотности среды. (Тон - это то, что отличает звучание какой-нибудь ноты на фортепиано от ее звучания, скажем, на виолончели.) Поэтому если вы находитесь рядом с человеком, только что вдохнувшим гелий, его голос будет больше похож на кряканье Дональда Дака.