Ο ήχος που βγάζει ένα άδειο μπουκάλι όταν φυσάμε στο στόμιό του και ο ήχος του χειροκροτήματος βασίζονται στο ίδιο φυσικό φαινόμενο. Συντονισμός Helmholtz (ή παλμός αέρα) είναι η επίσημη επιστημονική του ονομασία (από το όνομα του Γερμανού φυσικού Hermann von Helmholtz) και περιγράφει τον συντονισμό του αέρα σε μια κοιλότητα.
Επιστήμονες στις ΗΠΑ σε νέα πειράματα χρησιμοποίησαν βρεφική πούδρα για να χαρτογραφήσουν τη ροή του αέρα που παράγεται από το χειροκρότημα. Αυτό επιβεβαίωσε ότι τα χέρια που χτυπούν παλαμάκια γίνονται αντηχεία Helmholtz. Οι μετρήσεις πίεσης όταν χτυπάμε παλαμάκια και το βίντεο υψηλής ταχύτητας που τράβηξαν οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν τα ευρήματα, τα οποία εμφανίστηκαν σε μια εργασία στο Physical Review Research.
Για να φτιάξει κάποιος ένα αντηχείο Helmholtz, το μόνο που χρειάζεται είναι μια κλειστή κοιλότητα αέρα με έξοδο έναν στενό σωλήνα («λαιμό»). Η θεμελιώδης ταλάντωση παράγεται φυσώντας στο άνοιγμα ή κτυπώντας στο εξωτερικό μέρος. Η ελαστικότητα και η αδράνεια της μάζας του αέρα στην κοιλότητα είναι η αιτία που λειτουργεί ως αντηχείο με πολύ ξεχωριστή συντονιζόμενη συχνότητα. Το αντηχείο αποτελεί μια ακουστική διάταξη, η οποία συναντάται στα έγχορδα μουσικά όργανα και έχει ως σκοπό την ενίσχυση του ήχου μέσω του συντονισμού των τοιχωμάτων του και του εσωτερικά περικλειόμενου αέρα.
Το εσωτερικό ενός γυάλινου μπουκαλιού λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο, όπως το ίδιο λειτουργεί και η απόσταση μεταξύ των χεριών που χτυπούν παλαμάκια. Καθώς ο αέρας δονείται μπρος-πίσω μέσα στο λαιμό του μπουκαλιού, δημιουργεί ηχητικά κύματα. Το ύψος αυτών των κυμάτων εξαρτάται από τον όγκο του θύλακα αέρα. Εξαρτάται επίσης και από τις διαστάσεις του λαιμού και του ανοίγματος.
Όταν κάποιος χτυπά τα χέρια του, μια ποσότητα αέρα περνάει από το κενό μεταξύ του αντίχειρα και του δείκτη. «Αυτός ο αέρας μεταφέρει ενέργεια», εξηγούν οι ερευνητές. Αυτή είναι η «αρχή του ήχου».
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν κάμερες υψηλής ταχύτητας για να παρακολουθήσουν την κίνηση των χεριών, τη ροή του αέρα ανάμεσά τους και τον ήχο 10 εθελοντών που χειροκροτούσαν, μετρώντας τις διαφορετικές συχνότητες όταν άλλαζε το μέγεθος και το σχήμα της κοιλότητας μεταξύ των χεριών, δηλαδή, όταν οι εθελοντές χειροκροτούσαν με χέρια σε κοίλη θέση, με επίπεδα χέρια ή με δάχτυλα στην παλάμη. Διαπίστωσαν ότι όσο μεγαλύτερη ήταν η κοιλότητα μεταξύ των παλαμών, τόσο χαμηλότερη ήταν η συχνότητα του χειροκροτήματος, με τα χέρια να λειτουργούν ως αντηχείο - όπου ο ήχος προέρχεται από τη δύναμη του αέρα μέσω της κοιλότητας του χεριού και του ανοίγματος μεταξύ του αντίχειρα και του δείκτη.
{https://www.youtube.com/watch?v=_COJWjYkoqQ}
Επιπλέον, οι ερευνητές μελέτησαν γιατί τα χειροκροτήματα είναι τόσο σύντομα, σε σύγκριση με τον ήχο που παράγεται μέσω ενός παραδοσιακού αντηχείου, διαπιστώνοντας ότι η απαλότητα των χεριών παίζει ρόλο, οι μαλακοί ιστοί των χεριών δονούνται μετά την κρούση, απορροφώντας ενέργεια και μετριάζοντας τον ήχο.
Η κατανόηση της φυσικής του χειροκροτήματος, λένε οι επιστήμονες θα μπορούσε στο μέλλον να βοηθήσει στην αναγνώριση των ανθρώπων μόνο από τα παλαμάκια τους. Κάποια μέρα, οι χρήστες ενδέχεται να συνδεθούν με συσκευές που θα βασίζονται στο μοναδικό τους χειροκρότημα. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους μουσικούς να συντονίσουν επίσης τα τραγούδια τους με τον τέλειο ρυθμό.
