Η φυσική πίσω από αυτό το μικρό φαινόμενο είναι στην πραγματικότητα αρκετά απλή. Αυτό που συμβαίνει στο φωνητικό κανάλι, ωστόσο, δεν είναι.

Η μηχανική της φωνής ενός ανθρώπου είναι ένα φοβερό βιολογικό φαινόμενο. Όλα ξεκινούν με τον αέρα στους πνεύμονες. Καθώς ο αέρας περνά από τους πνεύμονές σας προς το εξωτερικό του στόματός σας, μπορεί να χειραγωγηθεί με διάφορους τρόπους. Εάν αποφασίσετε ότι ένας όρκος σιωπής είναι κατάλληλος και θέλετε απλώς να σβήνετε κεριά για όλη σας τη ζωή, μπορείτε να εξαναγκάσετε τον αέρα να βγει και το μόνο που ακούγεται από τους άλλους είναι ο ήχος του ανέμου που βγαίνει από το στόμα σας.

Ο αέρας στους πνεύμονές σας ωθείται προς τα πάνω από τη χαλάρωση του διαφράγματος σας. Στη συνέχεια περνά μέσα από την τραχεία σας και βγαίνει από ένα μικρό στόμιο που έχει δύο πτυχές δέρματος, τις φωνητικές χορδές, και στις δύο πλευρές του, σε σχήμα V. Αυτό ονομάζεται λάρυγγας ή φωνητικό κουτί. Καθώς οι μύες που συνδέονται με το φωνητικό σας κουτί τεντώνονται και χαλαρώνουν, δημιουργούν μια δόνηση των χορδών. Όταν αυτά τα καλώδια δονούνται, απελευθερώνουν παλμούς αέρα. Η ένταση σε αυτούς τους μύες δημιουργεί τις διαφορές στη συχνότητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η τάση, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα και επομένως τόσο υψηλότερο είναι το αποτέλεσμα. Αυτή η συχνότητα μετριέται σε hertz. Για παράδειγμα, σχεδόν όλοι οι ήχοι ανθρώπινης ομιλίας κυμαίνονται συνήθως από περίπου 200 Hertz - 8.000 Hertz. Αυτό σημαίνει ότι τα ηχητικά κύματα δονούνται περίπου 200 με 8.000 φορές το δευτερόλεπτο.

Μόλις βγει από το φωνητικό κουτί, ο αέρας ταξιδεύει στην περιοχή του στόματός σας που μπορεί ανεπίσημα να είναι γνωστή ως η φωνητική σας οδός. Καθώς χειρίζεστε τη γλώσσα, το σαγόνι και τα χείλη σας, μπορείτε να αλλάξετε τις συχνότητες συντονισμού που δημιουργούνται από τις φωνητικές σας χορδές, επιτρέποντάς σας να κάνετε πολλούς διαφορετικούς ήχους ομιλίας.

Ο ήχος που ακούμε δημιουργείται από τον αέρα που ρέει σε διαφορετικές συχνότητες και συντονισμούς, δημιουργεί τη φωνή μας. Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει το ύψος της, είναι το πάχος των φωνητικών χορδών. Όσο πιο παχιές είναι οι πτυχές του δέρματος, τόσο πιο βαθιά είναι η φωνή. Αυτό οφείλεται στην ποσότητα της μάζας που έχουν οι συγχορδίες σας. Οι άντρες τείνουν να έχουν πολύ πιο χοντρές πτυχές δέρματος από τις γυναίκες.

Λοιπόν, ας μιλήσουμε τώρα για τον αέρα που βγαίνει από τους πνεύμονές σας. Ο αριθμός των μορίων σε έναν σταθερό όγκο αερίου, όπως ο όγκος του αέρα στους πνεύμονές σας, δεν αλλάζει ανάλογα με τον τύπο του αερίου. Εφόσον η θερμοκρασία και η πίεση είναι ίδιες, δεν έχει σημασία αν είναι ήλιο ή αέρας, ο αριθμός των μορίων είναι ίδιος. Η μάζα αυτών των μορίων στη συνέχεια μετράται με ατομικό βάρος. Το ατομικό βάρος είναι ένα αδιάστατο φυσικό μέγεθος. Είναι ο λόγος της μέσης μάζας των ατόμων ενός στοιχείου σε σύγκριση με το 1/12 της μάζας ενός ατόμου άνθρακα-12. Το μόνο που ουσιαστικά σημαίνει, είναι ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός τόσο πιο βαρύ είναι το αέριο.

Το ήλιο έχει ατομικό βάρος 4,002602. Ο αέρας που είναι περίπου 80% άζωτο, έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά ανάλογα με το περιβάλλον. Εξαιτίας αυτού, το πραγματικό ατομικό του βάρος είναι αδύνατο να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Ωστόσο, είναι γενικά περίπου επτά φορές βαρύτερο από το ήλιο.

Γιατί λοιπόν η αντιληπτή διαφορά στη φωνή σας με το ήλιο; Η απάντηση βρίσκεται στο πώς τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσα από ένα δεδομένο αέριο. Όσο πιο πυκνό ή βαρύτερο είναι το αέριο, τόσο πιο αργά θα ταξιδεύει το ηχητικό κύμα. Το ήλιο είναι πολύ ελαφρύτερο από τον αέρα. Η ταχύτητα ενός ηχητικού κύματος μέσω ηλίου θα είναι τότε πολύ μεγαλύτερη. Έτσι, εισπνέοντας ήλιο και χρησιμοποιώντας το ως πηγή του αντιληπτού ήχου, απλώς αυξάνετε την ταχύτητα ή τη συχνότητα της φωνής σας. Δεν αλλάζετε τον τόνο, αφού οι φωνητικές σας χορδές δονούνται με την ίδια ταχύτητα όπως όταν χρησιμοποιείτε αέρα. Επίσης, δεν αλλάζετε τη διαμόρφωση της φωνητικής σας οδού. Έτσι, ενώ η βασική συχνότητα των χορδών παραμένει η ίδια, η συχνότητα του ήχου που ακούγεται αυξάνεται λόγω του κύματος που ταξιδεύει μέσα από το ήλιο, πολύ πιο γρήγορα από ότι μέσω του αέρα.