שלום רז,
כדי לענות על השאלה נסביר בקצרה איך נוצרים גלי קול ומה הם בעצם.
"גל", בהגדרתו הפיסיקלית, הוא הפרעה שמתקדמת במרחב. במקרה שלנו, גלי הקול הם הפרעה (כלומר שינוי) בלחץ האוויר שמסביבנו. האוזן רגישה ללחץ האוויר שבתוכה ומסביב לה, וכאשר היא חשה בשינוי בלחץ האוויר הסובב אותה היא מפרשת את זה כקול.
גלי קול יכולים להתקדם גם דרך חומרים אחרים, כמו מים ומוצקים. כשאנו שומעים צליל ארוך וקבוע זוהי הפרעה מחזורית, כלומר לחץ האוויר גדל וקטן לסירוגין לאורך נתיב התקדמות הקול. צליל קצר ונקודתי (כמו מחיאת הכף, או קול פיצוץ) הוא תוצאה של הפרעה רגעית בלחץ האוויר בנקודה מסוימת. ההפרעה מתקדמת במרחב במהירות הקול, שתלויה בתווך שבו הוא עובר (הסבר על מהירות הקול.(
התמונה לקוחה מוויקיפדיה.
כעת נסביר איך מחיאת הכפיים יוצרת את ההפרעה. במחיאת כפיים יש שני גורמים עיקריים שיוצרים את הקול (כלומר השינוי בלחץ האוויר). הראשון שבהם הוא ההקשה של שני גופים קשיחים. שתי כפות הידיים המתוחות שקולות לשני לוחות קשים. כאשר אנו מוחאים כפיים הן מכות זו בזו, פני השטח של הידיים נעים בצורה מיקרוסקופית ותנועת המולקולות של פני השטח מזיזה את האוויר סביבן. תהליך זהה לזה קורה בהקשה על לוח עץ – ההקשה מזיזה את מולקולות העץ, שיוצרות תגובת שרשרת בכל רחבי המשטח. מולקולות העץ הנעות מזיזות את האוויר סביבן ויוצרות הפרעה שמתקדמת במרחב. מסיבה זו, ככל שמשטח גדול יותר ומעביר את ההפרעה בצורה טובה יותר, כך הקול הנשמע יהיה חזק יותר.
הגורם השני הוא האוויר הכלוא בין שתי הידיים, שנדחק במהירות כדי לפנות מקום למפגש ביניהן. כשאנו מקרבים את הידיים במהירות, האוויר זז גם הוא במהירות כדי לפנות את החלל ליד המתקרבת. לכן, אם התנועה מהירה מספיק אנחנו נשמע קול. אותו דבר, אגב, נכון גם לגבי הקול שנשמע בצליפת שוט או בנפנוף בחרב. ככל שיותר אוויר נדחק במהירות רבה יותר דרך שטח קטן יותר, כך ייווצר קול חזק יותר. עוצמת הקול קשורה לנפח האוויר הנדחק ולעוצמה שבה הוא נדחק – בדומה לפיצוץ של בלון.
אם כך, הגורמים למחיאת כף חזקה יותר הם שניים – מצד אחד, שטח מגע רב ככל שניתן ויד מתוחה וקשה, שתיצור קול נקישה, ומצד שני, כשמקערים את כף היד ויוצרים מעין שתי כפות, יותר אוויר נכלא בין הידיים בעת המחיאה, מה שיוצר קול דמוי פיצוץ. בשני המקרים, מחיאה חזקה יותר (כלומר מהירה יותר) תיצור קול חזק יותר.
החלוקה לשני גורמים היא פשטנית מעט, מפני שבנוסף אליה יש גם השפעה הדדית של שני המנגנונים – אחרי הכל, גם תנועת המולקולות של כף היד מוגברת באמצעות האוויר הכלוא בין הידיים, ובדומה לתיבת תהודה ההגברה הזו תלויה בכמות האוויר. ומצד שני, כאשר הידיים קעורות ורפויות יותר הן יוצרות פחות קול כשהן באות במגע זו עם זו.
חשוב לציין שכל אחד מהגורמים יוצר איכויות שונות של צליל ושומחיאות הכפיים השונות יישמעו אחרת לאוזננו.
לסיום – סרטון שמדגים את הצלילים השונים שיוצרות מחיאות כפיים שונות:
כרמל שור
המחלקה לכימיה פיזיקלית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
