Overal klappen mensen in hun handen, maar weinig mensen weten de wetenschap achter dit fenomeen. Hoe ontstaat het ‘plop’-geluid precies en kan dit ons helpen met het identificeren van mensen?
In bijna iedere cultuur op de wereld klapt men in hun handen om te juichen, te protesteren, te bidden of om andere redenen. Maar wat gebeurt er precies als je in je handen klapt? Wetenschappers van de Cornell Universiteit en de Universiteit van Mississippi geven hier een antwoord op. Volgens hun studie, gepubliceerd in het blad Physical Review Research, kan klappen zelfs als identificatiemethode worden gebruikt, zoals nu vingerafdrukken en netvliesscans worden ingezet.
Geluid komt niet door twee handen die tegen elkaar aan knallen
In tegenstelling tot wat de meeste mensen geloven, blijkt dat het geluid van een handjeklap niet het gevolg is van twee handen die tegen elkaar aan knallen. Het is eigenlijk een complex fenomeen waarbij een holte van lucht wordt samengeperst en uit een kleine ruimte wordt geduwd. Wanneer je je handen samenbrengt, ontstaat er een luchtzak tussen je handpalmen. Die luchtzak wordt snel uit de smalle opening tussen de wijsvinger en de duim geblazen, waardoor de luchtmoleculen gaan trillen. Dat trillen veroorzaakt een geluid dat vergelijkbaar is met Helmholtz-resonantie – hetzelfde natuurkundige effect dat optreedt als je over de opening van een lege fles blaast.
Korte ‘plop’
Traditionele Helmholtz-resonatoren, zoals een glazen fles, hebben alleen, in tegenstelling tot je handen, stijve wanden. Daardoor blijft het geluid lang hoorbaar, omdat bijna alle energie in het geluid zelf gaat zitten. Het geluid sterft dus langzaam uit. Maar als je handen gebruikt (die zijn zacht en elastisch), dan trillen die wanden zelf mee. Die trillingen slorpen energie op, waardoor er minder energie overblijft voor het geluid. Het gevolg is dat het geluid korter aanhoudt. Het is meer een korte ‘plop’ dan een aanhoudende toon.
“Dit is iets dat zo alomtegenwoordig is, maar niet goed wordt begrepen”, zegt Yicong Fu, een promovendus aan de Cornell University en hoofdauteur van het onderzoek. “We klappen de hele tijd, maar we hebben er nog niet diep over nagedacht. Dat is het doel van het onderzoek – de wereld verklaren met diepere kennis en begrip.”
Identificatiemethode
De onderzoekers konden met behulp van live experimenten, theoretische modellering en replica’s van handen aantonen dat de volume en duur van de geluiden die vrijkomen tijdens het klappen kan worden beïnvloed door de snelheid, de vorm van de hand en zelfs de zachtheid van de huid. Elke handjeklap is daarom uniek en zou in de toekomst misschien gebruikt kunnen worden als een identificatiemethode, net zoals vingerafdrukken bijvoorbeeld. “Een van de meest veelbelovende toepassingen van dit onderzoek is menselijke identificatie,” zegt Guoqin Liu,een van de onderzoekers. “Alleen al door het geluid kunnen we zien wie het heeft gemaakt.”