De fysica van handgeklap: zo kun je het het beste doen – Physics World

Het is misschien moeilijk om je voor te stellen dat je in het oude Rome bent, maar als je 2000 jaar geleden midden in het publiek van een toneelstuk terecht zou komen, zou je waarschijnlijk weten wat je moet doen als het afgelopen is: beginnen met klappen. Geluid maken door je handen tegen elkaar te plaatsen is in feite al zo’n eeuwenoude praktijk dat niemand precies weet wanneer of hoe het begon. Klappen lijkt zeker een goed ingeburgerd fenomeen te zijn geweest toen de Romeinen er waren.

Sommige mensen hebben er zelfs hun beroep van gemaakt, met name de “klaqueurs” van het 19e-eeuwse Frankrijk, dat geld en gratis kaartjes ontving in ruil voor een bijzonder ijverig applaus. Maar ik vraag me af of een van deze ondernemers ooit heeft nagedacht over de fysica van hun vak. Stel je voor dat ze verschillende klaptechnieken zouden testen om erachter te komen welke de klant het meest zou plezieren. Er is tenslotte meer dan één manier om twee handen in elkaar te laten botsen, dus welke is de beste?

De luidste configuratie is er een waarbij de handen ongeveer 45 graden ten opzichte van elkaar worden gehouden en de handpalmen elkaar gedeeltelijk overlappen

Het is een vraag die inspireerde Nikolaos Papadakis en Georgios Stavroulakis – twee ingenieurs van de Technische Universiteit van Kreta – om te onderzoeken. Tijdens het lesgeven in akoestiek merkte Papadakis dat zijn studenten vaak wilden weten hoe ze geluid konden meten zonder gebruik te maken van dure apparatuur. Voor dergelijke akoestische metingen heb je doorgaans een korte maar luide geluidsbron nodig – en er is niets goedkoper dan een handklap.

Om te zien hoe goed handklapmetingen presteerden in vergelijking met die met dure akoestische apparatuur, lieten de onderzoekers een groep van 24 studenten op verschillende locaties enkele handklappen uitvoeren in niet minder dan elf verschillende handconfiguraties. Elk van deze werd gedefinieerd door een unieke combinatie van de hoek waarin de handen ten opzichte van elkaar worden gehouden en hoeveel de vingers van de ene hand overlappen met de vingers of palm van de andere.

Hoewel het misschien wat laat is om de claqueurs te helpen, zijn de resultaten binnen (Akoestiek 2 224). De luidste configuratie, die een gemiddeld geluidsdrukniveau van 85.2 dB genereert, is er een waarbij de handen in een hoek van ongeveer 45 graden ten opzichte van elkaar worden gehouden en de handpalmen elkaar gedeeltelijk overlappen (A2 in de figuur “Hoor, hoor”).

Maar decibellen zijn niet alles als het om geluid gaat: ook de frequentieverdeling is van cruciaal belang. Dus wat werkt daar het beste? Het blijkt dat er één manier van klappen bestaat die bijzonder lage tonen produceert. Hierbij worden de handen in een hoek van 45 graden gehouden, maar met de handpalmen volledig overlappend en licht gewelfd om een ​​luchtzak te omsluiten (A1+ in de figuur).

Terwijl zowel platte als koepelvormige handklappen de lucht verstoren en drukgolven creëren die onze oren als geluid waarnemen, doen ze dit op enigszins verschillende manieren. Als twee platte handen botsen, wordt de lucht ertussen steeds sneller naar buiten geperst, waardoor uiteindelijk de snelheid van het geluid wordt overschreden. Hierdoor ontstaat er een abrupte drukverandering, met als gevolg schokgolven die een groot deel uitmaken van het geluid dat we horen.

Bij komvormige handpalmen blijft er meestal een opening rond de duimen achter, zodat niet alle lucht wordt verdreven. Dit zorgt voor iets zachtere drukveranderingen die niet echt een schokgolf veroorzaken, maar die een zogenaamde schokgolf produceren Helmholtz-resonantie.

“Over het algemeen is een Helmholtz-resonator een gascontainer met een open gat”, zegt Papadakis. “Bij de Helmholtz-resonantie trilt een luchtvolume in en nabij het open gat vanwege de 'veerkracht' van de lucht binnenin. Deze vibratie creëert geluid met voldoende lage frequenties die andere handklapconfiguraties op zo’n volume niet kunnen produceren.”

Dit is hetzelfde fenomeen dat ten grondslag ligt aan het gezoem dat je krijgt als je over een fles blaast, en aan dat griezelige ‘geluid van de zee’ in een zeeschelp. In het laatste geval komen omgevingsfluctuaties in de geluidsdruk de schaal binnen en worden gereflecteerd door de harde binnenoppervlakken, waarbij resonantiefrequenties worden versterkt in de omsloten luchtzak en het suizende geluid van oceaangolven wordt gesimuleerd.

Hoe poëtisch het ook is om een ​​zeeschelp te gebruiken, je kunt dit effect ook met je handen nabootsen. Als u uw koepelvormige handpalmen tegen elkaar plaatst, een opening laat waar uw duimen elkaar overlappen, en deze opening tegen uw oor houdt, hoort u wellicht dat bekende gesis. Je kunt zelfs spelen met het variëren van de koepel van je handen en een merkbare verandering in frequentie horen zoals jij dat doet. Wanneer je je handen in deze vorm samenklapt, genereer je bij deze resonanties een korte, luide puls.

Shreddinger's vergelijking: wanneer het onzekerheidsprincipe omhoog gaat naar 12

Heeft Papadakis, uitgerust met deze inzichten, de manier veranderd waarop hij klapt? “Verrassend genoeg wel!” hij zegt. “Vooral bij concerten waar ik erg van heb genoten en als ik mijn enthousiasme en waardering wil uiten naar de artiest, doe ik het liefst de koepelvormige handklap met de Helmholtz-resonantie. Dit komt waarschijnlijk omdat ik het geluid van mijn eigen handgeklap makkelijker kan onderscheiden van het totaalgeluid van het klappen, en omdat de rijkere frequentie-inhoud met meer volume in het lage frequentiebereik mijn enthousiasme beter tot uitdrukking brengt.”

Wat mij betreft, ik heb de verschillende handgeklapjes uitgeprobeerd terwijl ik dit artikel aan het schrijven was (excuses aan mijn collega's) en ik heb al gemerkt dat ik bewuster applaudisseerde tijdens concerten. Wie weet? Als ik een passende, opvallende klap cultiveer, kan ik misschien iemand overtuigen om mij gratis kaartjes te geven. Taylor Swift, kun je me horen?

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. Automotive / EV's, carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• ChartPrime. Verhoog uw handelsspel met ChartPrime. Toegang hier.
• BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/the-physics-of-hand-clapping-heres-how-to-do-it-best/