Foto: Claudia León Mas
Plaques de Chladni quadrades
Col·lecció
- Col·lecció d’instruments científics de la Facultat de Física
- Eines i instruments científics
Identificador
FFUB-0275
Dimensions/Durada
65 x 20 x 38 cm
Lloc d’origen
Desconegut
Localització actual (centre)
Facultat de Física. Martí i Franquès, 1-11, 08028 Barcelona
Descripció
Llegir més
Descripció general:
Aquest instrument està format per una taula de fusta de la qual surten tres pals verticals que subjecten tres làmines quadrades de llautó pel centre. Aquestes plaques són elàstiques i produeixen una nota característica cada una, que depèn de la mida de la làmina i de si aquesta és colpejada o fregada. Aquest instrument ve acompanyat d’un arc de contrabaix i d’una ampolleta amb sorra per a escampar per sobre les làmines i que en vibrar mostri les línies nodals.
La funció d’aquest instrument és mostrar els efectes de les ones sonores en un material elàstic i entendre així, com funciona la propagació d’ones estacionàries en el material segons la freqüència del so.
Funcionament:
En colpejar o fregar una de les plaques amb un arc, aquesta vibrarà amb una certa freqüència i emetrà una nota. La vibració d’aquesta placa, pròpia de les ones estacionàries perquè el centre de la placa sempre està fixat i per tant no vibra, tindrà una sèries de ventres i nodes. Posant polsim sobre les plaques, aquest serà repartit per les línies nodals a causa de la vibració dels ventres, de manera que permetrà observar la seva forma. Aquesta forma variarà segons la nota que emet la làmina (que depèn de si està sent fregada o colpejada). També variarà si toquem la placa amb alguns dits, de manera que estem forçant que hi hagi un node en el punt de contacte entre el dit i la làmina i, per tant, els nodes hauran de seguir línies diferents que passin per aquell punt. Generalment, els ventres es formen en els punts de contacte de l’arc amb l’extrem de la placa. A més, quant més agut és el so que produeix una placa, més línies nodals apareixeran dibuixades amb polsim.
Dades històriques:
Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827), va ser un físic i músic alemany. Les seves investigacions principals són en el camp de l’acústica, en concret estudiant la vibració en plaques i la velocitat del so en diferents gasos. Per això, se l’anomena el pare de l’acústica. L’any 1787 va publicar el llibre “Descobriments en la Teoria del So” (“Entdeckungen über die Theorie des Klanges”, en el qual explicava i mostrava imatges de totes les investigacions i descobriments que havia fet prèviament sobre la propagació del so en diferents materials. Va dedicar especial atenció a la propagació de les vibracions a través de plaques circulars, quadrades i rectangulars. Per a estudiar aquest fenomen va idear l’instrument d’aquesta entrada. Chladni explicava que es va inspirar en les investigacions de Georg C. Lichtenberg, que va fer un experiment similar escampant pols de resina sobre superfícies electrificades per observar els patrons que dibuixaven. En el seu cas, Chladni escampava sorra o farina en plaques i varilles. Va observar que freqüències diferents produïen patrons diferents i va explicar que aquests patrons consistien en les línies nodals, mostrant així els modes de vibració de les plaques en diferents condicions.
Una aplicació musical d’aquestes plaques i membranes vibrants són el fonògraf i gramòfon.
