18世纪,德国的物理学家恩斯特﹐克拉德尼在实验中发现。
将一块金属薄板放在支架上,然后在上面均匀撒上细沙,接下来再用小提琴弓拉响薄板,上面的沙子就会自动排列成规整的图案。
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并且随着音调变化,图案也会发生不断地改变——这,就是著名的‘克拉尼图形’。
现代音流学的起点,是人们最早认识声音样貌的途径。
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克拉尼图形的形成主要因素,是一种名为‘驻波’的特殊波。
当声波传递时,如果遇到障碍物就会被反弹回来,形成反射波。
反射波与前进波叠加一起,就会形成一种特殊的波——驻波。
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驻波的波形给人一种‘驻立不动’的感觉。
其中,一直不动的点,就是‘波节’;震动幅度最大的,就是‘波腹’。
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当琴弦拉动金属板时,位于驻波波腹区域的版面就会剧烈震动,而波节处则风平浪静。
因此,细小的沙子就会从‘危险’的波腹区,自动转移到安稳的波节区。也就形成了我们看到的克拉尼图形。
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借助这个原理,克拉尼板常常被用于检测乐器
列如:在制作小提琴时。
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工匠需要确定木材的厚度、打孔的位置,以及内部钢筋的排布。
利用克拉尼板将小提琴中的各种震动可视化,就能及时的发现和解决问题。
而除了声音领域,有科学家认为,克拉尼板对物理学现象的研究也有帮助。
因为它曾经让一个科研小组,可以用激光来替代小提琴弓激励刚性薄膜,得到相似的振动效果。
这对于微观粒子的研究和探测,将起到重要作用。
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