Tính chất vật lý của việc vỗ tay: đây là cách để thực hiện tốt nhất – Physics World

Tính chất vật lý của việc vỗ tay: đây là cách để thực hiện tốt nhất – Physics World

Dấu thời gian: 25:2023 sáng ngày 8 tháng 30 năm XNUMX

Cho dù đó là tại một buổi hòa nhạc, một vở kịch hay một buổi diễn thuyết, chúng ta đều thích thể hiện sự cảm kích của mình bằng cách vỗ tay. Laura Hiscott nghe hai nhà nghiên cứu biết cách tạo ra những tràng pháo tay nồng nhiệt từ hai nhà nghiên cứu

Một nhóm lớn người giơ cao cánh tay và bàn tay của họ trong buổi hòa nhạc ngoài trời
(Ảnh: iStock/nikada)

Có thể khó tưởng tượng bạn đang ở La Mã cổ đại, nhưng nếu bạn là khán giả của một vở kịch cách đây 2000 năm, bạn có thể sẽ biết phải làm gì khi vở kịch kết thúc - bắt đầu vỗ tay. Trên thực tế, việc tạo ra âm thanh bằng cách chắp hai tay lại là một thói quen đã có từ lâu đời đến nỗi không ai biết rõ nó bắt đầu từ khi nào và như thế nào. Tiếng vỗ tay chắc chắn dường như đã được thiết lập tốt khi người La Mã còn ở đây.

Một số người thậm chí còn tuyên bố điều đó, đặc biệt là “claqueurs” của Pháp thế kỷ 19, người đã nhận được tiền và vé miễn phí để đổi lấy những tràng pháo tay đặc biệt nhiệt tình. Nhưng tôi tự hỏi liệu có ai trong số những doanh nhân này từng xem xét tính vật lý trong công việc kinh doanh của họ hay không. Hãy tưởng tượng nếu họ thử nghiệm nhiều kỹ thuật vỗ tay khác nhau để tìm ra kỹ thuật nào sẽ làm hài lòng khách hàng của họ nhất. Suy cho cùng, có nhiều cách để hai bàn tay chạm vào nhau, vậy cách nào là tốt nhất?

Cấu hình ồn ào nhất là cấu hình trong đó hai bàn tay được giữ ở góc khoảng 45 độ với nhau và lòng bàn tay chồng lên nhau một phần.

Đó là một câu hỏi đã truyền cảm hứng Nikolaos Papadakis và Georgios Stavroulakis – hai kỹ sư tại Đại học Kỹ thuật Crete – để điều tra. Trong khi dạy âm học, Papadakis nhận thấy rằng học sinh của ông thường muốn biết làm thế nào họ có thể đo âm thanh mà không cần sử dụng bất kỳ thiết bị đắt tiền nào. Đối với các phép đo âm học như thế này, bạn thường cần một nguồn âm thanh ngắn nhưng to – và không có gì rẻ hơn một tiếng vỗ tay.

11 hình ảnh vỗ tay
Nghe, nghe Tiếng vỗ tay lớn nhất xảy ra khi bạn đặt hai bàn tay ở góc khoảng 45 độ với lòng bàn tay chồng lên nhau một phần (A2), trong khi âm thấp nhất xảy ra khi bàn tay ở góc 45 độ nhưng lòng bàn tay chồng lên nhau hoàn toàn (A1+). (CC BY Nikolaos Papadakis và Georgios Stavroulakis, từ Âm học 2 224)

Để xem các phép đo vỗ tay hoạt động tốt như thế nào so với các phép đo được thực hiện bằng bộ âm thanh đắt tiền, các nhà nghiên cứu đã yêu cầu một nhóm gồm 24 sinh viên thực hiện các lượt vỗ tay đơn lẻ ở nhiều địa điểm khác nhau với không dưới 11 cấu hình bàn tay khác nhau. Mỗi điều này được xác định bởi sự kết hợp độc đáo giữa góc mà các bàn tay được giữ với nhau và mức độ các ngón tay của một bàn tay chồng lên nhau với các ngón tay hoặc lòng bàn tay của bàn tay kia.

Mặc dù có thể hơi muộn để giúp đỡ những người theo nhóm, nhưng kết quả là (Âm học 2 224). Cấu hình lớn nhất, tạo ra mức áp suất âm thanh trung bình là 85.2 dB, là cấu hình trong đó hai bàn tay được giữ ở góc khoảng 45 độ với nhau và lòng bàn tay chồng lên nhau một phần (A2 trong hình “Nghe, nghe”).

Nhưng decibel không phải là tất cả khi nói đến âm thanh: sự phân bố tần số cũng rất quan trọng. Vì vậy, những gì hoạt động tốt nhất ở đó? Hóa ra có một kiểu vỗ tay tạo ra âm thanh đặc biệt thấp. Điều này liên quan đến việc giữ bàn tay ở góc 45 độ, nhưng với lòng bàn tay chồng lên nhau hoàn toàn và hơi cong để bao bọc một túi khí (A1+ trong hình).

Mặc dù cả kiểu vỗ tay phẳng và hình vòm đều làm xáo trộn không khí và tạo ra các sóng áp suất mà tai chúng ta cảm nhận được dưới dạng âm thanh, nhưng chúng hoạt động theo những cách hơi khác nhau. Khi hai bàn tay phẳng va vào nhau, không khí giữa chúng bị đẩy ra ngoài ngày càng nhanh, cuối cùng vượt quá tốc độ âm thanh. Điều này tạo ra sự thay đổi áp suất đột ngột, dẫn đến sóng xung kích tạo nên phần lớn tiếng ồn mà chúng ta nghe thấy.

Trong khi đó, với lòng bàn tay khum, xung quanh ngón cái thường có một khoảng trống nên không phải toàn bộ không khí sẽ bị đẩy ra ngoài. Điều này làm cho áp suất thay đổi nhẹ nhàng hơn một chút, không tạo ra nhiều sóng xung kích nhưng tạo ra cái gọi là sóng xung kích. cộng hưởng Helmholtz.

Papadakis nói: “Nói chung, bộ cộng hưởng Helmholtz là một thùng chứa khí có lỗ mở. “Tại cộng hưởng Helmholtz, một thể tích không khí ở trong và gần lỗ mở dao động do 'tính đàn hồi' của không khí bên trong. Sự rung động này tạo ra âm thanh ở tần số đủ thấp mà các cấu hình vỗ tay khác không thể tạo ra ở mức âm lượng như vậy.”

Đây chính là hiện tượng tạo ra tiếng vo ve mà bạn tạo ra khi thổi qua nắp chai, cũng như “âm thanh của biển” kỳ lạ trong vỏ sò. Trong trường hợp thứ hai, những biến động về áp suất âm thanh của môi trường đi vào vỏ và bị phản xạ khỏi bề mặt cứng bên trong của nó, với tần số cộng hưởng được khuếch đại trong túi không khí kín và mô phỏng tiếng ồn ào của sóng biển.

Thật thơ mộng khi sử dụng vỏ sò, bạn thực sự có thể tạo lại hiệu ứng này chỉ bằng tay của mình. Nếu bạn đặt hai lòng bàn tay hình vòm lại với nhau, để lại một khoảng trống nơi các ngón tay cái của bạn chồng lên nhau và giữ khoảng trống này gần tai, bạn có thể nghe thấy tiếng rít quen thuộc đó. Bạn thậm chí có thể thử thay đổi hình vòm của bàn tay và nghe thấy sự thay đổi tần số đáng chú ý khi bạn làm như vậy. Khi bạn vỗ tay vào nhau thành hình dạng này, bạn sẽ tạo ra một xung lớn và ngắn ở những cộng hưởng này.

Vậy, với những hiểu biết sâu sắc này, Papadakis có thay đổi cách vỗ tay không? “Thật ngạc nhiên là đúng vậy!” anh ta nói. “Đặc biệt là tại các buổi hòa nhạc mà tôi thực sự yêu thích và khi tôi muốn bày tỏ sự nhiệt tình cũng như sự đánh giá cao của mình đối với nghệ sĩ, tôi thích thực hiện động tác vỗ tay hình vòm với cộng hưởng Helmholtz. Điều này có lẽ là do tôi có thể dễ dàng phân biệt âm thanh vỗ tay của chính mình hơn với âm thanh vỗ tay tổng thể và vì nội dung tần số phong phú hơn với âm lượng lớn hơn ở dải tần số thấp thể hiện sự nhiệt tình của tôi tốt hơn.”

Đối với tôi, tôi thấy mình đã thử các kiểu vỗ tay khác nhau khi viết bài này (xin lỗi các đồng nghiệp của tôi) và tôi nhận thấy mình vỗ tay có ý thức hơn tại các buổi hòa nhạc. Ai biết? Có lẽ nếu tôi trau dồi một tiếng vỗ tay dễ thấy phù hợp, tôi sẽ thuyết phục được ai đó cho tôi vé miễn phí. Taylor Swift, bạn có nghe thấy tôi nói không?

Dấu thời gian:

Thêm từ Thế giới vật lý