Smithsonian - Plaques Chladni
Plaques Chladni
Contexte historique
Le scientifique allemand Ernst Chladni a été l'un des pionniers de l'acoustique expérimentale. Ses recherches sur les différents types de vibrations servi de base pour la compréhension scientifique du son qui est apparu plus tard au 19ème siècle. L'une des inventions de Chladni était une technique pour étudier les mouvements des plaques vibrantes. A partir d'une plaque métallique dont la surface a été légèrement saupoudré de sable, il a constaté que saluant il a produit des motifs caractéristiques qui pourraient être liées aux dimensions physiques de la plaque. « Plaques de Chladni », comme ils sont venus à être appelé, à condition de façon précoce pour visualiser les effets des vibrations sur les surfaces mécaniques. Chladni a même été en mesure de produire une formule qui prédit avec succès les motifs présents sur les plaques vibrantes circulaires. Le succès de la recherche de Chladni, combinée à la popularité de ses nombreuses manifestations publiques, a beaucoup contribué à améliorer la position de l'acoustique au cours de sa vie, et a inspiré un grand nombre de chercheurs acoustiques qui ont étendu plus tard son travail. Une fois les modèles de Chladni ont commencé à être compris, on a constaté qu'ils pouvaient également être utilisés analytiquement. de fournir des informations sur les conditions qui les ont formés. Par exemple, les fabricants de violon ont longtemps utilisé les chiffres Chladni pour fournir une rétroaction qu'ils façonnent l'avant critique et plaques arrière de la caisse de résonance de l'instrument. dépôts métalliques fines sont saupoudrées sur les plaques de bois, qui sont ensuite vibré (à moins de sept fréquences différentes) pour produire une série de motifs. Une grande partie de la mise en forme finale des plaques est dirigée vers veiller à ce que les motifs sur les deux correspondent et sont symétriques. Cette symétrie est ce qui permet le résonateur de se déplacer comme une seule masse et produit les plus riches, les plus beaux tons. les modèles Chladni sont encore d'intérêt scientifique, bien que leurs utilisations analytiques ont été principalement remplacées par d'autres technologies. Aujourd'hui, ces chiffres doivent être produits plus probable par un programme de formation d'image virtuelle que par une plaque de vibration réelle.
Les artefacts de soutien
Démonstration (41 sec.)
Cet instrument a été utilisé dans un lycée de l'Ohio et date probablement de la fin du 19e ou du début du 20e siècle. La réplication des expériences classiques était une façon commune d'enseigner la science à cette époque, et les chiffres de Chladni ont été considérés être à la fois instructive et belle.
« Jouer » cet instrument, une première aspersion mince couche de sable (ou un sel) sur elle et puis activer la plaque en inclinant le milieu d'une arête avec un arc bien rosined. Un modèle formera rapidement parce que, comme la plaque vibre, le sable sur les zones en mouvement rebondit sur et accumule les endroits qui ne sont pas mobiles (les « nœuds »). Avec un peu de pratique, il devient facile de produire ton « fondamental » de la plaque, ce qui forme le sable dans un grand « X » qui couvre toute la plaque. Cédant plus vite et plus au même endroit produit un ton beaucoup plus élevé et crée un modèle plus détaillé qui a plus de nœuds et petits espaces ouverts.
« Communication de vibrations »
Ces instruments témoignent de la « communication des vibrations » entre les plaques connectées. Ce fut un premier sujet étudié par le scientifique français Felix Savart, dans les années 1820. Savart expérimenté avec une paire de disques de verre identiques qui ont été reliés par seulement une tige de verre unique. Quand les deux disques ont été aspergés avec du sable et de la première vibration, les deux disques forment des motifs identiques.
« Communication de vibrations »