あなたがあなたの手をたたくときに本当に起こることはあなたを驚かせるでしょう

ほぼすべての文化が拍手します。私たちは喜びを表現したり、パフォーマーを励ましたり、団結を示したりするために拍手します。しかし、新しい研究では、より深いものが明らかになりました。拍手は単なる社会的ではなく、ユニークな音の特性を備えた科学的な出来事です。ジャーナルに掲載されています 物理的なレビュー研究、この研究では、実生活のデータ、高速イメージング、ラボの実験、シミュレーションを組み合わせて、拍手がどのように音を生み出すかを説明します。 コーネル大学とTheとの間のこのコラボレーション ミシシッピ大学 日常の行為の背後にある物理学のロックを解除します。拍手が音を立てる方法研究の共著者であるLikun Zhangは、物理学の准教授であり、 国立物理音響センター。「物理実験と理論モデリングを統合する体系的な研究を行ったのはこれが初めてであり、大学間のコラボレーションのためにのみ可能です」とZhang氏は述べています。 チームは、実際の人間の拍手とシリコンのレプリカをテストして、音響だけでなく、流れ、圧力、衝突の詳細も理解しました。目標は、すべての部品がどのように相互作用するかを確認することでした。拍手音は、逃げる空気から来ますほとんどの人は、拍手の音はお互いに当たった手から来ると考えていますが、研究者はこれが真実ではないことを発見しました。主なノイズは、手のひらの間に絞られた空気の小さなポケットから来ます。「これはユビキタスですが、よく理解されていないものです」と、博士課程の学生、Yicong Fu氏は言います。 コーネル 研究の主著者。 「私たちは常に拍手しますが、それについて深く考えていません。それが研究のポイントです。より深い知識と理解で世界を説明することです。」「それは好奇心によって駆動される仕事です。私たちは問題を簡素化し、それを雄弁で正確な方法で世界に説明したいと考えています。」手は楽器のように振る舞います圧縮された空気は、ヘルムホルツ共振器のように振る舞います。これは、ボトルの口を吹き飛ばす背後にある同じ原則です。手のひらは空洞を作り、親指の近くの隙間は首のように機能します。このペーパーは、粉末検査と気流分析を示しています。彼らは、空気がプルライキュー（親指と人差し指の間の開口部）を通って逃げることを確認します。このエアジェットが振動し、音波が発生します。各拍手は、手の形、肌の柔らかさ、速度に基づいて異なるように聞こえます。チームは、さまざまなボリューム、アウトレットサイズ、首の長さを備えたシリコンハンドレプリカを使用しました。この調査では、これらのバリエーションが異なる周波数を作成する方法を示しています。大きな空洞は低い音を生み出しました。より小さなアウトレットとより硬い素材は、より高いピッチと鋭いノートを作成しました。材料と動きも重要です「伝統的なヘルムホルツ共振器には、硬い壁があります。ボトルのガラスの壁を考えてください」とチャンは言いました。 「これは、エネルギーのほとんどが音響信号に寄与するため、非常にゆっくりと減衰する長期にわたる音を生成します。「しかし、私たちが弾力性のある壁を持っているとき - 私たちの手を言ってみましょう - 固体材料のより多くの振動があり、そのすべての動きは音からエネルギーを吸収します。」そのため、ハンドクラップは短くて鋭いです。柔らかい肌の壁はエネルギーを速く失うため、通常は10ミリ秒以内に崩壊します。指溝はより高い周波数を追加します一部の人々の拍手には2つのトーンが含まれています。その2番目に、より高い周波数のトーンは、多くの場合、オープンエンドのパイプのように振る舞う指溝から生まれます。 この研究では、これらは小さなフルートチューブのように機能し、各人の拍手プロファイルに詳細を追加することを説明しています。レプリカの指を使用した制御されたラボテストにより、このパイプモードの寄与が確認されました。各指の溝は、その長さに合わせたピッチを作成しました。これは理論と一致していました。ハンドクラップがあなたを識別できますか？各人のハンドクラップには、キャビティの形状、肌の弾力性、リズムのユニークな組み合わせがあります。これにより、アイデンティティの認識に役立つ可能性があります。「この研究の最も有望なアプリケーションの1つは、人間の識別です」と、音響センターの大学院研究者であるGuoqin Liuは述べています。 「音を通して、誰がそれを作ったかを知ることができました。」この研究は、拍手速度と量の明確な関係を示しています。より速い拍手は、空気をより多く圧縮し、より強いエアジェットと大きなポップを作成します。 短い音、速い崩壊研究者はまた、拍手速度と内圧の間の二次リンクを示す方程式を開発しました。大声にもかかわらず、ほとんどのエネルギーは依然として音を立てるのではなく、空気を動かしています。人間の手は柔らかく、常に変化する形であるため、拍手は速く消えます。厳格な楽器とは異なり、手はエネルギーをすぐに失います。サウンドの長さを測定する品質係数（Q）は、固体共振器よりも拍手ではるかに低いです。この研究では、出口の変形が拍速度とともに増加し、音時間をさらに短縮することが示されました。研究の重要性この研究は、音楽とパフォーマンスを超えています。拍手は、建築の音響、生体認証の識別、さらには言語学習にも使用できます。「これは私たちの日常生活の背後にある科学です」とLiは言いました。 「誰もがハンドクラップを使用していますが、同時に、すべての人の拍手が異なる音、異なる頻度、異なる共鳴を持っていることは興味深いことです。」「私たちは皆、毎日拍手します。しかし、その背後にある科学を理解することは新しいことであり、それが私たちがやろうとしていたことです。」によってサポートされている研究 NSF CBET-2401507の付与は、単一の拍手にどれだけの物理学が存在するかを明らかにします。古代の伝統から科学モデルまで、シンプルなハンドクラップは、見た目よりもはるかに複雑であることが証明されています。この研究はジャーナルに掲載されています 物理的なレビュー研究。- -Eric RallsとEarth.comから提供された無料のアプリであるEarthSnapで私たちをチェックしてください。- - #あなたがあなたの手をたたくときに本当に起こることはあなたを驚かせるでしょう