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科学家的故事看得见的声响

2020-04-12 17:15:00  阅读:9654 作者:责任编辑。王凤仪0768

在科技馆暂停敞开的这段时日,宅在家里的辅导员教师们,纷繁录制了“叙述科学家的故事”以及“居家科学小试验”的短视频。即便线下不能开馆,线上的科普学习但是相同都不能落下呢~

上星期辅导员教师与咱们共享了

爱迪生与特斯拉这两位天才之间的电流之争

这次咱们来知道一位将声响可视化的物理学家

恩斯特·克拉德尼

德国物理学家。

算出有关声响传达的数量联系的榜首个人,因此被誉为“声学之父”。

什么是声响可视化呢?快来看看下面这个超级酷炫的视频吧

克拉尼图形,又称“克拉德尼声响图画"。十八世纪,德国物理学家恩斯特·克拉德尼做过一个试验:他在一个小提琴上安放一块较宽的金属薄片,在上面均匀地撒上沙子。然后开端用琴弓拉小提琴,成果这些细沙主动排列成不同的美丽图画,并跟着琴弦拉出的曲调不同和频率的继续不断的添加,图画也不断变幻和越趋杂乱——这便是闻名的克拉尼图形。

当薄板振荡时,细沙会停留在没有振荡发生的节线上,不在节线上的细沙会跟着动摇的振荡继续跳动,直到细沙弹跳到节线处,并停留在不会振荡的节线上。细沙组成的图形随振荡频率有规则的改变,振荡频率越高图形则越杂乱。一起不同形状的板、不同点位的振荡对图形的发生也有影响。

克拉尼板的形状可所以正方形、三角形、圆形,乃至小提琴或吉他形状的。中心有一个固定束缚,一般由钢或铝制成。当振荡鼓励薄板时,驻波构成波节线形式,沙子集合在这些线上,在不同音调下构成不同图画。

克拉尼图形现在常用在电声乐器如小提琴、吉他和大提琴的规划和施工上。20世纪以来,用于电子信号发生器,完成了更准确的可调频率驱动的扬声器。

在科技馆三楼

科学与试验展厅

有克拉尼图形演示仪器

经过结构力学仿真“看见”声响

声响可视化的使用领域十分广泛,例如室内家具摆放和充液管道剖析。声响可视化还能够协助修建工程师规划音乐厅,使音乐厅的音响作用不会搅扰精深的演奏。经过研讨声响的改变、波形、波长、速度和其他特性,咱们咱们能够更好地了解怎么操作和再现声响,以及在规划中考虑声响的物理效应。

克拉尼板的使用不止于声响

虽然现在许多声响可视化办法现已替代了克拉尼的技能,但科研人员依然看到了它在物理现象研讨方面的潜力。例如,物理学者倾向于以为波节线的粒子运动是随机的,因此无法操控。但研讨人员现已证明,能够在克拉尼板上操控多个物体的运动。一个研讨小组用激光替代小提琴弓来鼓励刚性薄膜,观察到小的振荡物体也能发生相似的作用。然后,他们经过量子点阵将图形可视化。这一发现可能会催生出一种新式设备,该设备可协助在规划核资料屏蔽时探测到细小的重力反常。

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