2026-01-03 12:38:42

拍手的物理学：这是最好的方法

无论是在音乐会、戏剧还是讲座上，我们都喜欢通过拍手来表达我们的感激之情。

（图片由iStock/nikada提供）

你可能很难想象自己身处古罗马，但如果你在 2000 年前被扔进戏剧的观众席，你可能知道当它结束时该怎么做——开始鼓掌。事实上，双手合拢发出声音是一种由来已久的做法，没有人知道它是何时或如何开始的。当罗马人出现时，鼓掌似乎已经很成熟了。

有些人甚至以此为职业，尤其是 19 世纪法国的“克拉克尔”，他们获得金钱和免费门票以换取特别热烈的掌声。但我想知道这些企业家中是否有人考虑过他们交易的物理原理。想象一下，如果他们测试了各种鼓掌技巧，以找出哪种技巧最能取悦他们的客户。毕竟，两只手相互碰撞的方法不止一种，那么哪种方法最好呢？

最响亮的配置是双手彼此成约 45 度角并且手掌部分重叠的姿势这个问题激发了克里特岛技术大学的两位工程师尼古拉斯·帕帕达基斯（Nikolaos Papadakis）和乔治·斯塔夫鲁拉基斯（Georgios Stavroulakis）进行调查。在教授声学时，帕帕达基斯发现他的学生经常想知道如何在不使用任何昂贵设备的情况下测量声音。对于这样的声学测量，您通常需要一个简短但响亮的声源，而没有什么比拍手更便宜的了。

为了观察拍手测量结果与昂贵的声学套件相比有多好，研究人员让一组24名学生在不少于11种不同的手配置下在不同的场所进行单次拍手。其中每一个都是由双手相互握住的角度以及一只手的手指与另一只手手指或手掌重叠的程度的独特组合来定义的。

当你将手握在手掌部分重叠 （A2） 时，手握成约 45 度角，而手掌完全重叠时，会发出最响亮的拍手声 （A1+）。（CC 作者：Nikolaos Papadakis 和 Georgios Stavroulakis，来自 Acoustics 2 224）

虽然现在帮助你鼓出最响亮的掌声可能有点晚了，但结果在（声学2224）中。最响亮的故障姿势，产生了85.2 dB的平均声压，是双手相互成约45度角，手掌部分重叠的配置（图中的A2）。

但是，就声音而言，分贝并不是一切：频率分布也至关重要。那么什么在那里最有效呢？事实证明，有一种鼓掌模式会产生特别低的音调。这包括将双手保持在 45 度，但手掌完全重叠并略微圆顶以包围一个气囊（图中的 A1+）。

虽然扁平和圆顶的拍手都会扰乱空气并产生压力波，我们的耳朵会将其检测为声音，但它们的方式略有不同。当两只扁平的手相撞时，它们之间的空气被逼出的速度越来越快，最终超过了音速。这会产生突然的压力变化，导致冲击波构成我们听到的噪音的很大一部分。

同时，使用杯状手掌时，拇指周围通常会留有间隙，因此并非所有空气都被排出。这使得压力变化稍微温和一些，不会产生太大的冲击波，但会产生所谓的亥姆霍兹共振。

“一般来说，亥姆霍兹谐振器是一个带有开孔的气体容器，”帕帕达基斯指出。“在亥姆霍兹共振中，由于内部空气的'弹性'，开孔内和附近的一定体积空气会振动。这种振动以足够低的频率产生声音，这是其他拍手姿势在这样的音量下无法产生的。

这与吹过瓶盖时发出的嗡嗡声以及贝壳中不可思议的“海声”背后的现象相同。在后一种情况下，声压的环境波动进入壳体并从其坚硬的内表面反射，共振频率在封闭的空气袋中被放大并模拟海浪的呼啸声。

尽管使用贝壳可能很有诗意，但实际上您可以仅用双手重现这种效果。如果你把圆顶的手掌放在一起，在拇指重叠的地方留出一个间隙，并将这个间隙放在耳朵上，你很可能会听到熟悉的嘶嘶声。您甚至可以玩弄不同的圆顶程度，并在您这样做时听到频率的明显变化。当你双手拍成这个形状时，你会在这些共振中产生一个短暂而响亮的脉冲。

那么，有了这些见解，帕帕达基斯是否改变了他鼓掌的方式？“令人惊讶的是，是的！”他说。“特别是在我非常喜欢的音乐会上，当我想表达我对艺术家的热情和感激之情时，我更喜欢用亥姆霍兹共鸣的圆顶拍手。这可能是因为我更容易在整体拍手声中区分自己的拍手声，并且因为在低频范围内，频率内容更丰富，音量更大，更能表达我的热情。

至于我，我发现自己在写这篇文章时尝试了不同的拍手方式（向我的同事道歉），我已经注意到自己在音乐会上更有意识地鼓掌。谁知道呢？也许如果我培养一个适当显眼的掌声，我会说服某人给我免费门票。泰勒·斯威夫特，你能听到我的声音吗？

转载自：https://physicsworld.com/a/the-physics-of-hand-clapping-heres-how-to-do-it-best/