Почему гелий изменяет голос человека?

Голос меняет не только гелий, но и любой другой газ, плотность которого отличается от плотности воздуха. Если плотность газа меньше плотности воздуха, то голос становится тоньше. А если плотность газа больше плотности воздуха, то голос становится грубее.
....

Человеческая глотка - это, с точки зрения акустики, объёмный резонатор. А объёмный резонатор всегда настроен на определённую ДЛИНУ ВОЛНЫ, потому что там чистая геометрия и ничего более. Поскольку геометрия глотки довольно сложная, то и характерные длины волн там тоже разные для каждой глотки (поэтому, собсно, мы и можем различать людей по голосу) , но в любом случае игра именно на длинах волн.
А дальше начинается простая физика. Значит, что имеем: что в глотке возбуждается звук именно с определённой длиной волны, а не какой-то определённой частоты. И то, какая у него будет частота, зависит от скорости звука в воздухе, а не от параметров глотки. А скорость звука зависит от плотности среды. При одинаковом давлении плотность "гелиевого воздуха" намного ниже, чем обычного. Поэтому и скорость звука в нём оказывается выше - она обратно пропорциональна корню из плотности. Но раз при ТОЙ ЖЕ длине волны скорость повысилась - значит, должна повыситься и частота, потому как скорость звука - это тупо произведение длины волны на частоту.

И как учит нас та же физика, при переходе звука из одной среды в другую "из "гелиевого воздуха" в нормальный) частота не изменяется. Раз непосредственно в глотке она стала высокой - то ровно такой же, высокой, она и будет распространяться дальше. Что мы и слышим.

Сужает связки.

Скорость звука в гелии другая.

Все дело в среде, в которую голосовые связки посылают колебания. Ведь
звук — это механические колебания воздуха, если мы говорим о голосе.
Скорость его распространения в газе зависит от упругих свойств этой
среды, плотности и обратно пропорциональна молекулярной массе. Например,
скорость звука в воздухе – 331 м/с, в гелии – 965 м/с, в водороде –
1284 м/с. Итак, при вдыхании гелия ротовая полость заполняется легким газом,
плотность которого почти в семь раз меньше плотности воздуха. В такой
среде звуковые колебания распространяются с большей скоростью. При этом
размер полости рта (резонатор) остается неизменным. В результате при
увеличении скорости звука его резонансная частота тоже растет и голос
звучит намного тоньше, то есть мы наблюдаем «эффект повышенной
тональности голоса».

Физика. Разница плотности газов.

Связки резонируют на привычной человеку частоте. Но скорость звука в гелии в три раза больше, чем в воздухе (больше скорость молекул и длина пробега) . Поэтому и повышается тембр голоса (сдвиг в область высокочастотного спектра) . Особенно выражены эти эффекты в условиях повышенного давления. Например, если взять шарик с гелием и вдохнуть гелий в себя, то ваш голос на некоторое время станет писклявым. Резонансная частота повышается при повышении скорости звука в среде.

потому что голос - это колебания наших связок в горле.
при нормальных условиях они колеблются в воздухе, которым мы дышим.

а когда мы вдыхаем гелий, вязкость среды меняется, связки встречают на пути колебаний большее сопротивление газа (уже не воздуха, гелия) , и период их колебаний уменьшается, а частота колебаний увеличивается. Соответственно, раз связки колеблются по-другому, то и голос другой.

Потому что гелий легче воздуха