Στοιχεία Chladni

Ορισμός:

Τα σχήματα Chladni είναι οπτικά μοτίβα που εμφανίζονται όταν δονείται μια πλάκα πασπαλισμένη με άμμο ή άλλη λεπτή σκόνη. Τα μοτίβα εμφανίζονται στα σημεία όπου η πλάκα δεν δονείται (οι λεγόμενες κομβικές γραμμές), ενώ η άμμος πετιέται μακριά από τις περιοχές δόνησης (οι κοιλιές δόνησης).

Προέλευση:
Ο Γερμανός φυσικός και μουσικός Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827) ανακάλυψε τα σχήματα Chladni το 1787. Μέσω της έρευνάς του ίδρυσε τον τομέα της ακουστικής και συχνά αναφέρεται ως ο "πατέρας της ακουστικής".

Προέλευση:
Τα σχήματα Chladni δημιουργούνται με το ράντισμα μιας λεπτής πλάκας με άμμο και στη συνέχεια με το πέρασμα ενός δοξαριού βιολιού κατά μήκος της άκρης ή με τη διέγερσή της με ένα μεγάφωνο ή άλλο διεγέρτη σε διαφορετικές συχνότητες. Οι δονήσεις που εμφανίζονται σε ορισμένες συχνότητες (τις φυσικές συχνότητες της πλάκας) οδηγούν στο σχηματισμό σταθερών τρόπων δόνησης στους οποίους σχηματίζονται χαρακτηριστικά σχήματα.

Σημασία και εφαρμογή:
Τα σχήματα Chladni δεν χρησιμοποιούνται μόνο για την απεικόνιση και την έρευνα της φυσικής των δονήσεων, αλλά έχουν επίσης εφαρμογές στους σύγχρονους επιστημονικούς και μηχανολογικούς κλάδους. Χρησιμοποιούνται για τη διερεύνηση των ιδιοτήτων συντονισμού υλικών και εξαρτημάτων και χρησιμεύουν ως διδακτικά βοηθήματα στη φυσική.

Βιβλιογραφία και σύνδεσμοι:
Περισσότερες πληροφορίες για τα σχήματα Chladni στη Βικιπαίδεια
Βίντεο στο YouTube που παρουσιάζει τα σχήματα Chladni

Περαιτέρω θέματα:

Ακουστική
Συντονισμός
Δονήσεις
Φυσική των μουσικών οργάνων

Πηγές:
Ernst Chladni: "Die Akustik" (1802)
Διάφορα επιστημονικά άρθρα και εγχειρίδια για τη θεωρία των δονήσεων και την ακουστική