[Interesanti un obligāti izlasi] kā saskatīt skaņu + fakti3

Neticamie ģeometriskie raksti šajā lapā var izskatīties mākslīgi, bet tie patiesībā ir skaņas viļņu mijiedarbības vizualizācija, kad tie virzās cauri kādai virsmai. Šādu rakstu pētīšanu sauc par kimatiku, un šīs disciplīnas nosaukums cēlies no grieķu vārda kima ‘vilnis’. Pirmoreiz to lietoja Šveices zinātnieks Hanss Jennijs (Hans Jenny) 1967. Gadā. Taču pati parādība ir daudz senāka, to cilvēki novērojuši jau gadsimtiem ilgi, un pamanījusi arī tādi dižgari kā Leonardo da Vinči un Galileo Galilejs. Rakstus vislabāk var pētīt, izmantojot plānas metāla vai stikla loksnes, kas par godu izgudrotājiem pazīstamas kā Hladni plāksnes. Plāksne savienota ar signāla ģeneratoru, kas var vibrēt dažādās audiofrekvencēs. Ir noteiktas frekvences, kurās plāksne dabiski rezone, kad tai cauri plūst skaņas viļņi Tā izveidojas raksts no laukumiem, kuros viļņi vai nu apvienojas destruktīvi (virsotnes sakrīt ar ieplakām) un dzeš viens otru, vai arī konstruktīvi (virsotnes sakrīt ar virsotnēm), izveidojot lielāku vilni. Šos laukumus sauc attiecīgi par mezgliem un antimezgliem. Vibrāciju efekts paliek neredzams, kamēr plāksnei netiek pievienots starpnieks, parasti šķidrums vai sīkas cieta materiāla daļiņas, piemēram, smiltis vai sāls. Kad ģenerators ir iestatīts uz kādu no plāksnes dabiskajām frekvencēm, ūdens vai smiltis novirzās no antimezgla un slīdz uz “mierīgāko” mezgla laukumu. Tā rezultātā rodas raksti, kas ir atkarīgi no vibrēšanas līmeņa, kā arī no Hladni plāksnes formas un izmēra, taču visi uzrāda neticamu simetriju. Šī skaņas vizualizēšanas metode, kas pati par sevi ir izcila dabas mākslas forma, ir izmantojama daudzās zinātes jomās. Viens piemērs ir okeanogrāfija, kur kimatikas modeļi tiek izmantoti delfīnu hidrolokatoros, lai labāk izprastu, kā sazinās jūras zīdītāji.

Ernsts Hladni

Vācija dzimušais fiziķis un mūziķis Ernsts Florenss Frīdrihs Hladni (Ernst Florens Friedrich Chladni) pētīja kimatiku 18. Un 19. Gadsimta mijā. Velkot vijoles loku pāri metāla plāksnei, uz kuras bija uzkaisītas smiltis, viņš lika tai vibrēt rezonējošā frekvencē, kā rezultātā smilšu graudi veidoja juceklīgus rakstus. Hladni eksperimentēja ar dažādas formās un izmēra plāksnēm, radot visdažādāko zīmējumos, kas tika publicēti 1802. Gadā izdotajā grāmatā Die Akustik (Akustika). No viņa pētījumiem tika atvasināta formula, kas tagad zināma kā Hladni likums. Pēc tās var paredzēt rakstus, kādi veidosies uz apaļas plāksnes.