Ученые наконец поняли, как хлопки в ладоши создают звук

Аплодисменты как реакция на какие-то значимые события, когда мы хотим выразить свою поддержку или восхищение другим, появились еще в древности. По словам историков, истоки этой традиции берут начало в посиделках у костра, когда люди танцевали, стучали в барабаны и хлопали руками для создания дополнительных звуков. Сегодня аплодисменты уже стали неотъемлемой частью нашей жизни: например, после посадки самолета кто-то в салоне может начать хлопать в ладоши, а на концерте, после каждой исполненной песни, невозможно удержаться и не начать погружать музыкантов в овации.

Большинство людей считают, что звук при хлопке в ладоши возникает, когда кожа ударяется о кожу. Да что уж там, ученые тоже так думали, пока физики из США не разгадали тайну этого физического трюка.

Тайны звука

Чтобы понять, что именно порождает хлопок, ученые использовали живые эксперименты, теоретическое моделирование и силиконовые копии человеческих рук.

«Идея заключалась не в том, чтобы рассматривать только акустику, возбуждение потока или динамику столкновений, а в том, чтобы рассматривать все факторы одновременно»

В одной части исследования приняли участие 10 человек в возрасте от 18 до 70 лет, которые хлопали в ладоши в разных положениях: сложенные чашечкой руки, сложенные вместе ладони и пальцы, ударяющие по ладони.

Все действия фиксировало сложное оборудование, включающее в себя высокоскоростные камеры, чувствительные микрофоны и датчики давления.

Изучив все данные, ученые обнаружили, что когда наши руки соприкасаются во время хлопка, между ладонями образуется так называемый воздушный карман, а отверстие между большим и указательным пальцами действует как узкий канал резонатора. В итоге при хлопке удерживаемый воздух сжимается и вырывается через это отверстие, как крошечная струя, заставляя крошечные молекулы воздуха вибрировать и издавать характерный звук.

Эту вибрацию исследователи сравнили с принципом резонанса Гельмгольца, который лежит в основе звука, который образуется, когда мы дуем, например, в горлышко полупустой бутылки.

«Обычно резонаторы Гельмгольца имеют жесткие стенки, что создает продолжительный звук, который очень медленно затухает. Это объясняется тем, что большая часть энергии уходит на акустический сигнал. Но когда у нас есть эластичные стенки — скажем, наши руки, — возникает больше вибраций твердого материала, и все это движение поглощает энергию звука»

Скорость хлопка также влияет на громкость звука: чем быстрее мы хлопаем, тем выше давление в полости ладони и тем громче получается звук. Ученые дополнительно проверили свои теории с помощью компьютерного моделирования и подтвердили свои догадки.

По словам авторов исследования, это открытие может помочь в разработке методов идентификации людей по хлопкам — к примеру, чтобы пользователи могли входить в систему с помощью своего уникального хлопка.