Zingende vinger

Gezinswaarneming. De familie B. bewoont een hoge verdieping van een laat negentiende-eeuws huis in A. (N.-H.), een woning zonder moderne voorzieningen als boilers, magnetrons, gesloten stortbakken, afzuigkappen en wat er nog meer is. Men kookt en wast er met hulp van gasverbranding en de verbrandingsgassen komen vrijelijk in de woonruimte terecht. Aan woonvocht geen gebrek, dus. Altijd als het buiten koud is en mevrouw B. zet binnen het warme eten op tafel dan beslaan de keukenramen.

De opgewekte kinderen B. schrijven dan hun naam in de condens, wagen zich aan wat nonfiguratieve kunst en eindigen, als het venster vol is, steevast met het produceren van ijselijke piepgeluiden voor ze aan de soep beginnen. 't Is een heel ongedwongen huishouden en het komt wel voor dat ook de vader, tussen andijvie en vanillevla, even meepiept op het glas. Ja zelfs moeder komt daarvoor soms achter aanrecht en fornuis vandaan.

Al die ongedwongenheid mag van weinig belang lijken, laatst leidde het toch tot een verrassende waarneming: er blijkt verschil in toonhoogte tussen het piepen van de vingers van de ouders en dat van die van de kinderen. De vader piept het laagst, de moeder al wat hoger en het jongste kind het hoogst. Elke keer opnieuw, zolang de ramen maar beslagen zijn. De familie wil nu weten hoe dat zit, want, schrijft zij op niet geheel vetvrij papier, voor de hand ligt dit toch niet. Op de rand van een wijnglas (men drinkt ook wijn) produceren wij met onze natte vingers allemaal dezelfde toon zolang de glazen even vol zijn. En we nemen aan dat een violist geen andere tonen aan zijn snaren ontlokt als hij een kortere strijkstok in gebruik neemt. Dus hoe zit dat.

Het AW-team bestaat uit louter atonale laboranten die niet zouden durven zeggen of de vierde toon van de drietonige ambulance-hoorn hoger of lager is dan de tweede. Maar met wat steun van onbaatzuchtige ouders en een kunstmatig benatte ruit viel de waarneming zonder veel inspanning te bevestigen. Er ìs verschil tussen kindervingers en grotemensenvingers. Sterker nog: er is verschil tussen de vingers van een-en-dezelfde hand. De laagste toon komt meestal van de middelvinger ('lange Jaap') de hoogste van de pink, in het bijzonder van de zijkant daarvan: van het stukje vingervlees dat aan de hoek van de nagel grenst. (Met de duim is het niet prettig piepen.) Bij nadere beschouwing bleek ook een schoon stukje spiegel dat even was beademd of in de stoom van een fluitketel gehouden een geschikt muziekinstrument.

Zelfs zonder muzikaal te zijn valt wel in te zien dat de oorzaak van het gepiep op het glas ligt in het zogeheten 'stick-and-slip' fenomeen dat ook verantwoordelijk is voor het snerpend gepiep van een krijtje op een schoolbord, het zingen van een wijnglas en het klinken van een vioolsnaardie in trilling wordt gebracht door het stroeve paardehaar van de strijkstok. In essentie bestaat de 'wrijvings-oscillatie' uit een razendsnelle en zeer regelmatige opvolging van een zich vastzetten, losschieten, glijden en opnieuw vastlopen.

De kwestie is dus inmiddels teruggebracht tot de vraag waarom het stick-and-slip op vioolsnaar en wijnglasrand een toon opwekt die vrijwel los staat van de verwekker (stok en vinger) terwijl hetzelfde horten en stoten van vingers op een natte glasplaat zo'n vingergebonden effect heeft. Hoe zit dat?

Een geraadpleegde akoesticus van TNO's Technisch Physische Dienst in Delft meende - voor de vuist weg sprekend - dat er sprake kon zijn van een resonantiefenomeen waarbij afhankelijk van de vingersoort andere eigenfrequenties en boventonen van de glazen plaat tot klinken werden gebracht. Drs. J.P.H. Pabon van het Instituut voor sonologie (Koninklijk Conservatorium in Den Haag) houdt het er - evenzeer voor de vuistweg - op dat juist geen eigentrillingen of boventonen van glas worden gehoord. “De eigenfrequenties van een glazen plaat liggen te laag en bovendien komt er meestal een effectieve demping van de inklemming in de sponning.” Wat je hoort, meent Pabon, is waarschijnlijk het trillen van de vinger zelf. Het is misschien wel te vergelijken met het geluid dat je hoort als je met je nagels over een trommelvel strijkt: ook de zo opgewekte toon verschilt van die van de trommelstok.

Dan belt TNO's TPD weer op: van belang was na te gaan of de toonhoogte afhangt van de grootte van de glazen plaat waarop hij wordt opgewekt. Een snelle berekening had uitgewezen dat de eigenfrequentie van vensterramen eigenlijk te laag lag om 'gepiep' te doen ontstaan. Produceert een middelvinger op een beslagen spiegeltje eenzelfde toon als op vochtig vensterglas dan is er geen sprake van resonantie maar ligt het gepiep aan het aanstootmechanisme zelf.

Niet het glas maar de vinger kan de bron zijn! Dat biedt kansen aan verder onderzoek, want wie zijn middelvinger over een niet al te natte glasplaat trekt, kan het stick-and-slip letterlijk te zien krijgen als een reproduceerbaar fijn patroon van dwarslijntjes in het vingerspoor. Zo 'onzichtbaar' als het boven genoemd werd is het verschijnsel dus niet.

Het blijkt dat een middelvinger ruwweg met een snelheid van 15 centimeter per halve seconde over nat glas getrokken moet worden om een mooie pieptoon te krijgen en dat dat dwarsplooitjes oplevert die ongeveer een millimeter uit elkaar liggen. Driehonderd plooitjes per seconde suggereert een toon van zo'n 300 hertz en het was dus jammer dat niemand kon zeggen hoe hoog dat klinkt. (Maar TNO's akoestici die ook met de vingers over het glas gingen vonden een toon die zij op 500 hertz of meer schatten.) Duidelijk werd wel dat het sneller trillende vlees van de pinkzijkant veel meer plooitjes per strekkende centimeter oplevert. Het spoor daarvan beklijft niet in de condens en kan dus niet worden nagemeten, maar zo te zien werd makkelijk een vier keer zo hoge frequentie bereikt. Misschien wel 1200 hertz? Later meer.