Chladni-Figuren

Chladni-Figur

Keine hebräischen Schriftzeichen und auch keine mystischen Kultsymbole, sondern Salzkörner auf einer schwarzen Stahlplatte – das zeigt die nebenstehende Abbildung. Es handelt sich um Chladnische Klangfiguren, benannt nach ihrem Entdecker Ernst Florens Chladni (1756 – 1827).

Man erzeugt diese Figuren, indem man eine  waagerecht liegende, dünne Metallplatte mit Sand (in unserem Fall Salz) bestreut und in Schwingungen versetzt. Das erreicht man beispielsweise, indem man die Platte von unten mit einem Lautsprecher beschallt, der einen reinen Sinuston abstrahlt. Die Platte vibriert nicht überall gleich stark. Es gibt Gebiete heftiger Bewegung und andere Stellen, meist in Form leicht geschwungener Linien, an denen keine Bewegung stattfindet. Die schwingungsfreien Linien heißen Knotenlinien. In diesen Linien sammeln sich die Salzkörner, die in den Gebieten heftiger Vibration auf der Platte tanzen und dabei auf die Knotenlinien zu wandern. Das Muster der Knotenlinien ist die nach Chladni benannte Figur.

Die Schwingungen der Platte werden nur dann angeregt, wenn die Frequenz des Lautsprechertons mit einer der Resonanzfrequenzen der Platte übereinstimmt. Für eine gegebene Platte gibt es mehrere Resonanzfrequenzen. Sie hängen vom Material und von der Form der Platte ab. Bei jeder dieser Resonanzfrequenzen schwingt die Platte mit einem charakteristischen Muster von Knotenlinien, das heißt, mit einer charakteristischen Chladni-Figur. Jeder Chladni-Figur kann so in eindeutiger Weise eine Resonanzfrequenz zugeordnet werden. – Die Figuren, von denen hier die Rede ist, wurden von meinen Schüler(innen) und mir im Physikunterricht beobachtet. Mehr…

Holger Mönch, einer der Schüler, hat sie fotografiert: Fotos von Chladni-Figuren für eine quadratische und eine kreisförmige Platte.

 

Sehr viel mehr Fotos von Chladni-Figuren (und zu deren Physik) findet man in einem Artikel von Eckehard Bärnighausen,  erschienen in Praxis der Naturwissenschaften – Physik 45, S. 10 (1996)