Chladni figures.

Ernst Florens Friedrich Chladni (1756 – 1827)  was a German physicist and musician. His important works include research on vibrating plates and the calculation of the speed of sound for different gases. For this some call him the “Father of Acoustics”.

One of Chladni’s best-known achievements was inventing a technique to show the various modes of vibration of a rigid surface. A plate or membrane vibrating at resonance is divided into regions vibrating in opposite directions, bounded by lines of zero vibration called nodal lines. Chladni repeated the pioneering experiments of Robert Hooke of Oxford University who, on July 8, 1680, had observed the nodal patterns associated with the vibrations of glass plates. Hooke ran a violin bow along the edge of a plate covered with flour, and saw the nodal patterns emerge.

Chladni’s technique, first published in 1787 in his book, Entdeckungen über die Theorie des Klanges (“Discoveries in the Theory of Sound”), consisted of drawing a bow over a piece of metal whose surface was lightly covered with sand. The plate was bowed until it reached resonance, when the vibration causes the sand to move and concentrate along the nodal lines where the surface is still, outlining the nodal lines. These patterns are now called Chladni figures.

Variations of this technique are still commonly used in the design and construction of acoustic instruments such as violins, guitars, and cellos. Since the 20th century it has become more common to place a loudspeaker driven by an electronic signal generator over or under the plate to achieve a more accurate adjustable frequency.

Ernst Florenz Friedrich Chladni (1756 —1827), músico y físico alemán.

Por su trabajo sobre vibración, y el cálculo de la velocidad del sonido para diferentes gases, es considerado el fundador de la acústica. Los patrones geométricos formados en una fina base de arena, depositada sobre una placa de vidrio o metal, vibrando a frecuencias diferentes, son llamados “figuras sonoras de Chladni”.

Se denominan Figuras de Chladni a los patrones formados por una sustancia granular sobre una superficie plana vibrando en un modo propio.

Al propagarse ondas mecánicas por un objeto extendido, lo hacen en todas direcciones. Dependiendo de las longitudes características del cuerpo, las condiciones de contorno que este impone a las ondas pueden inducir la resonancia de alguna de las componentes en frecuencia de la perturbación incidente.

En el caso de un objeto con geometría tipo membrana, como una tapa de guitarra, las oscilaciones resonantes se manifiestan en la dirección normal al plano del cuerpo. Al tratarse de ondas estacionarias, para cada modo característico, quedan determinadas en la superficie zonas ventrales donde la amplitud de vibración es máxima y nodales donde la amplitud es mínima. Así, si se distribuye una sustancia granular sobre el objeto, esta tenderá a acumularse en los nodos formando lo que se conoce como figuras o patrones de Chladni.

 

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