拍手を1度もしたことがない…という人はまずいないでしょうが,それでは,静かなところで1人だけで手をたたいてみた経験はあるでしょうか。軽くたたいただけでも,予想外に大きな音が響くことに気がつくと思います。手を動かして衝突させる勢いにくらべて拍手の音が意外なほど大きく響く理由は,実は科学的にも注目される現象なのですが,これまではいずれも仮説の域を出ておらず,詳細に調べられたことはありませんでした。そこで,埼玉大学と米コーネル大学などの研究チームは,拍手の定量的な検証・分析を行いました。
従来の仮説では,拍手によって出る音は,皮ふどうしの単なる衝突音ではなく,「ヘルムホルツ共鳴」という物理現象によるものだと考えられています。これは,たとえばビンの口に息をふきかけたときに音が発生することと同じ原理で,このときにはビンの口部分を流れる空気がビン内部の空気に振動をもたらし,特定の周波数の共鳴音を生じます。拍手では,手と手の間に一瞬できる空間に閉じ込められた空気が圧縮され,せまい隙間から放出されることで共鳴が起こり,大きな音が生まれるとされてきました。
研究チームは,高速度カメラによる空気の流れの可視化や,3Dスキャンによる手の形状の詳細なモデリング,流体シミュレーションによる音場の再現といったさまざまな手法で,拍手の際に出る音が,両手を衝突させたときに親指と人差し指の間からふき出す空気で起こるヘルムホルツ共鳴によるものであることを実証しました。つまり,拍手の音は,手を力強くたたいたかどうかだけではなく,手と手の間から流れ出る空気の条件によっても大きく影響を受けていることが明らかになったのです。ちなみに本研究では,“手がやわらかいと,音の減衰がすみやかに起こる”ことも判明しました。キレのよい音で盛大な拍手をしている人ほど,意外にやわらかな手のひらをしているのかもしれません。
誰もが経験したことのある身近な現象を,驚くほどまじめに,しっかりとした手法で検証する。これもまた,科学の重要な側面のひとつなのです。
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