Die Physik des Händeklatschens: So machen Sie es am besten – Physics World

Die Physik des Händeklatschens: So machen Sie es am besten – Physics World

Zeitstempel: 25. August 2023, 8:30 Uhr

Ob bei einem Konzert, Theaterstück oder Vortrag, wir lieben es, unsere Wertschätzung durch Händeklatschen zu zeigen. Laura Hiscott hört von zwei Forschern, die wissen, wie man großen Applaus macht

Große Gruppe von Menschen, die während eines Open-Air-Konzerts ihre Arme und Hände hoch in die Luft halten
(Mit freundlicher Genehmigung von iStock/nikada)

Man kann sich vielleicht kaum vorstellen, sich im antiken Rom zu befinden, aber wenn man vor 2000 Jahren in das Publikum eines Theaterstücks eintauchen würde, wüsste man wahrscheinlich, was man tun muss, wenn es zu Ende ist: Fangen Sie an zu klatschen. Ein Geräusch zu erzeugen, indem man die Hände zusammenlegt, ist in der Tat eine so alte Praxis, dass niemand genau weiß, wann oder wie sie begann. Zu der Zeit der Römer scheint das Klatschen sicherlich eine lange Tradition gehabt zu haben.

Einige Leute haben es sogar zum Beruf gemacht, insbesondere der „Claqueure“ aus dem Frankreich des 19. Jahrhunderts, der als Gegenleistung für besonders eifrigen Applaus Geld und Freikarten erhielt. Aber ich frage mich, ob einer dieser Unternehmer jemals über die Physik seines Berufs nachgedacht hat. Stellen Sie sich vor, sie würden verschiedene Klatschtechniken testen, um herauszufinden, welche ihrem Kunden am besten gefallen würde. Schließlich gibt es mehr als eine Möglichkeit, zwei Hände aufeinanderzuprallen. Welche ist also die beste?

Am lautesten ist die Konfiguration, bei der die Hände in einem Winkel von etwa 45 Grad zueinander gehalten werden und sich die Handflächen teilweise überlappen

Es ist eine Frage, die inspiriert hat Nikolaos Papadakis und Georgios Stavroulakis – zwei Ingenieure der Technischen Universität Kreta – untersuchen. Während seines Akustikunterrichts stellte Papadakis fest, dass seine Schüler oft wissen wollten, wie sie Schall messen könnten, ohne teure Geräte zu verwenden. Für solche akustischen Messungen benötigt man in der Regel eine kurze, aber laute Schallquelle – und nichts ist günstiger als ein Händeklatschen.

11 Fotos von klatschenden Händen
Hört hört Die lautesten Klatschtöne entstehen, wenn Sie Ihre Hände in einem Winkel von etwa 45 Grad zueinander halten und die Handflächen teilweise überlappen (A2), während die tiefsten Töne entstehen, wenn die Hände im 45-Grad-Winkel zueinander stehen, die Handflächen jedoch vollständig überlappt sind (A1+). (CC VON Nikolaos Papadakis und Georgios Stavroulakis, aus Akustik 2 224)

Um zu sehen, wie gut Handklatschmessungen im Vergleich zu Messungen mit teurer Akustikausrüstung abschneiden, ließen die Forscher eine Gruppe von 24 Studenten an verschiedenen Veranstaltungsorten einzelne Handklatschen in nicht weniger als 11 verschiedenen Handkonfigurationen durchführen. Jedes davon wurde durch eine einzigartige Kombination aus dem Winkel, in dem die Hände zueinander gehalten werden, und dem Ausmaß der Überlappung der Finger einer Hand mit den Fingern oder der Handfläche der anderen definiert.

Obwohl es vielleicht etwas spät ist, den Claqueuren zu helfen, liegen die Ergebnisse vor (Akustik 2 224). Die lauteste Konfiguration, die einen durchschnittlichen Schalldruckpegel von 85.2 dB erzeugt, ist diejenige, bei der die Hände in einem Winkel von etwa 45 Grad zueinander gehalten werden und sich die Handflächen teilweise überlappen (A2 in der Abbildung „Hören, hören“).

Doch nicht nur die Dezibelzahl, sondern auch die Frequenzverteilung ist entscheidend. Was funktioniert dort also am besten? Es stellte sich heraus, dass es eine Art des Klatschens gibt, die besonders tiefe Töne erzeugt. Dabei müssen die Hände im 45-Grad-Winkel gehalten werden, wobei die Handflächen jedoch vollständig überlappt und leicht gewölbt sind, um eine Luftblase einzuschließen (A1+ in der Abbildung).

Während sowohl flache als auch gewölbte Händeklatschen die Luft stören und Druckwellen erzeugen, die unsere Ohren als Geräusche wahrnehmen, tun sie dies auf etwas unterschiedliche Weise. Wenn zwei flache Hände kollidieren, wird die Luft zwischen ihnen immer schneller herausgedrückt und überschreitet schließlich die Schallgeschwindigkeit. Dadurch entsteht eine abrupte Druckänderung, die zu Stoßwellen führt, die einen großen Teil des Lärms ausmachen, den wir hören.

Bei gewölbten Handflächen bleibt dagegen meist eine Lücke um den Daumen herum, so dass nicht die gesamte Luft entweicht. Dies führt zu etwas sanfteren Druckänderungen, die keine große Stoßwelle erzeugen, sondern eine sogenannte Druckwelle erzeugen Helmholtz-Resonanz.

„Im Allgemeinen ist ein Helmholtz-Resonator ein Gasbehälter mit einem offenen Loch“, sagt Papadakis. „Bei der Helmholtz-Resonanz vibriert ein Luftvolumen in und in der Nähe des offenen Lochs aufgrund der „Federkraft“ der Luft im Inneren. Diese Vibration erzeugt einen Klang mit ausreichend niedrigen Frequenzen, den andere Händeklatsch-Konfigurationen bei dieser Lautstärke nicht erzeugen können.“

Dies ist das gleiche Phänomen, das dem Brummen zugrunde liegt, das man beim Blasen über einen Flaschendeckel erzeugt, sowie dem unheimlichen „Meeresrauschen“ in einer Muschel. Im letzteren Fall dringen Umweltschwankungen des Schalldrucks in die Schale ein und werden von deren harten Innenflächen reflektiert, wobei die Resonanzfrequenzen in der eingeschlossenen Lufttasche verstärkt werden und das Rauschen von Meereswellen simulieren.

So poetisch es auch sein mag, eine Muschel zu verwenden, Sie können diesen Effekt tatsächlich nur mit Ihren Händen nachbilden. Wenn Sie Ihre gewölbten Handflächen zusammenlegen, eine Lücke lassen, wo sich Ihre Daumen überlappen, und diese Lücke an Ihr Ohr halten, können Sie durchaus dieses bekannte Zischen hören. Sie können sogar mit der Wölbung Ihrer Hände experimentieren und dabei eine spürbare Änderung der Frequenz hören. Wenn Sie Ihre Hände zu dieser Form zusammenklatschen, erzeugen Sie bei diesen Resonanzen einen kurzen, lauten Puls.

Hat Papadakis nun, ausgestattet mit diesen Erkenntnissen, die Art und Weise, wie er klatscht, verändert? „Überraschenderweise ja!“ er sagt. „Gerade bei Konzerten, die mir großen Spaß gemacht haben und bei denen ich dem Künstler meine Begeisterung und Wertschätzung zum Ausdruck bringen möchte, greife ich am liebsten zum gewölbten Händeklatschen mit der Helmholtz-Resonanz. Das liegt wahrscheinlich daran, dass ich den Klang meines eigenen Händeklatschens leichter vom Gesamtklang des Klatschens unterscheiden kann und weil der reichere Frequenzinhalt mit mehr Lautstärke im Niederfrequenzbereich meine Begeisterung besser zum Ausdruck bringt.“

Was mich betrifft, habe ich beim Schreiben dieses Artikels die verschiedenen Händeklatschen ausprobiert (ich entschuldige mich bei meinen Kollegen) und habe bereits bemerkt, dass ich bei Konzerten bewusster applaudiere. Wer weiß? Wenn ich ein entsprechend auffälliges Klatschen kultiviere, kann ich vielleicht jemanden davon überzeugen, mir Freikarten zu geben. Taylor Swift, kannst du mich hören?

Zeitstempel:

Mehr von Physik-Welt