深い海をもぐるときに使う人工空気のボンベの中には、酸素といっしょにヘリウムが入っています。なぜふつうの空気をつめたり、酸素だけをつめたりしないかというと、海の中では大きな水圧がはたらいているため、窒素酔いや酸素中毒などの高圧神経症候群という病気になってしまうからです。ところで、このヘリウムの入った人工空気をすいこんで話をすると、その声が高くなってしまいます。映画「グラン・ブルー」の１シーンにも使われていますが、なぜなのでしょう。

　まず、音のことを考えてみます。
　音は簡単にいうと空気の振動です。そして、
音の高さは空気が１秒間に何回振動したかで
きまります。この１秒間に何回振動したかと
いうことを「振動数」といいます。ですから
高い音は振動数が多く（空気がたくさん振動
している）、低い音は振動数が少ない（空気
が少ししか振動していない）ことになります。
下の図だと、牛さんよりも羊さんの方が音が
高いことになります。

　この図のように音を波のように考えたとき、
一つの波の大きさを「波長」といいます。
　では、ヘリウムで音を出すと、なぜ音の高さ
が高くなるのでしょうか。それは、音の伝わる
速さが原因なのです。音は空気の中では１秒間
に約３３０ｍ（約３３０ｍ／秒）の速さで進み
ますが、ヘリウムの中では１秒間に約９７０ｍ
（約９７０ｍ／秒）の速さで伝わります。ヘリ
ウムの方が空気よりも３倍の速さで音が伝わる
のです。また、音が出ているものが気体を振動
させる大きさ（波長）は、空気の中でもヘリウ
ムの中でも変わりません。しかし、下の図のよ
うにヘリウムの方が音の伝わり方が速いため、
結果的に振動数が大きくなります。このため、
ヘリウムでは音の高さが高くなるのです。

１　都筑卓司・宮本正太郎・飯田睦治郎　著
　「物理質問箱」講談社ブルーバックス　１９７６年

２　藤井　清・中込八郎　著
　「物理現象を読む」講談社ブルーバックス　１９７８年

３　広見直明＆Ｑｕａｒｋ編著
　「科学・おもしろ質問箱」講談社ブルーバックス　１９９２年