De eigenzinnige klanken van één van de meest iconische bezienswaardigheden van Groot-Brittannië zijn geanalyseerd met lasers.

Het klokkenwerk van de Big Ben heeft een onmiskenbaar deuntje – de Westminsterslag – dat geen enkele andere klok nadoet. Maar de fysica achter deze ringtone is altijd een beetje een mysterie geweest. Tot nu, want onderzoekers van de Universiteit van Leicester hebben met behulp van een lasertechniek het geluid van de Big Ben in kaart gebracht.

Laser Doppler vibrometrie

Het Britse team analyseerde de tonen van de grote klok door gebruik te maken van de laser Doppler vibrometrie-techniek. Honderden lasers waren gericht op Ben. Vervolgens werd gemeten hoe vaak de lichtbundels verstoord raakten door geluidstrillingen van de klok. Het grote voordeel van deze techniek was dat de klok zelf niet hoefde te worden aangeraakt.

Na meer dan 500 metingen te hebben uitgevoerd, konden de onderzoekers de vibratiepatronen analyseren. Daarvoor maakten ze een gedetailleerde 3D-kaart van de Big Ben waarop per regio de trillingen te zien zijn.

Dikkerd

De lasermetingen onthulde hoe de Big Ben zo aan zijn eigen geluid komt. De klok is namelijk een stuk dikker dan andere bellen met dezelfde grootte, en weegt daardoor ook meer. Dit resulteert in trillingen met een andere frequentie en intensiteit. Hierdoor bereikt Ben een hogere toonhoogte dan verwacht voor zijn diameter.

Het was wel een hele klus voor de wetenschappers om het onderzoek uit te voeren bovenin de Elizabeth toren. Ze moesten al hun apparatuur 334 treden omhoog brengen en voor 9 uur ’s ochtends de eerste metingen hebben verricht. Het was dus letterlijk een race tegen de klok.

Bronnen: University of Leicester via EurekAlert!, New Atlas, Science Focus

Beeld: University of Leicester