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jueves, 16 de diciembre de 2010

Las placas de Chladni

El experimento de las placas de Chladni, es una experiencia que permite visualizar ondas sonoras sobre un material. Las ondas sonoras son vibraciones que se pueden transmitir por los materiales. La idea es producir ondas sonoras en la placa metálica. La rigidez de la placa con una fijación, ya sea en los extremos o en el centro, provoca que la onda quede confinada en la placa formando ondas estacionarias sobre ella. Las ondas estacionarias son interferencias entre ondas incidentes y reflejadas que se producen en la placa.  En el experimento original (realizado por el físico alemán Chladni, Ernst Florens Friedrich (1756-1827)) se fijaban las placas mediante un eje central para producir el efecto estacionario y se producía la vibración con un arco de violín. Las ondas estacionarias tienen la particularidad de presentar zonas de vibración nula (nodos) y zonas de amplitud máxima de vibración (vientres). Cuando la placa vibra, el polvo fino tiende a desplazarse por efecto gravitatorio desde las zonas de máxima vibración, a las zonas de vibración nula, pudiéndose visualizar los nodos en ella. Las diferentes frecuencias sonoras inducen diferentes modos de vibración, por lo que los dibujos sobre la placa van cambiando conforme se modifica la frecuencia del sonido.

Chladni dibujó las figuras que observaba y aunque podía dar una explicación al fenómeno, no se llegaba a la deducción de los resultados por medio del aparto matemático. Los patrones de interferencia de Chladni se presentan a continuación:



Hay un vídeo de alta calidad colgado en una página muy recomendable:
http://www.dfists.ua.es/experiencias_de_fisica/index08.html

Vídeo del experimento:

5 comentarios:

  1. Que es todo lo que necesito para que funcione?

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  2. Hola qué tal. Existen varias formas de hacerlo. Se pueden hacer con tambores estilo yembés, congas. O también puedes hacerlo con placas metlaícas finas como de 2 milímetros de espesor (cuadradas o circulares). El experimento del vídeo es algo más complicado porque lo conectan a un sintetizador y van variando las frecuencias. Tendrías que preguntarle al que colgó el vídeo en youtube. Puedes poner sal o arena fina sobre éstas para poder observar los patrones.
    Para hacerlo una placas metálica (40cm x 40cm): Puedes poner sal o arena fina sobre éstas para poder observar los patrones. La placa tiene que estar fija en el centro mediante un eje (para crear ondas estacionarias). Luego golpeas la placa con un martillo o un palo de batería y nada más golpear y empezar a vibrar la placa, sujetas con la mano la esquina o el borde de la placa. En ese momento se forma un patrón de Chladni dependiendo de dónde sujetes con la mano y de la forma de la placa. Prueba varias veces hasta que salga porque necesita su práctica. No tengo claro cómo se puede hacer con yembés o congas pero los he visto en fotos. Espero que te ayude, saludos.

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  3. Decidimos hacer este experimento pero no encontramos la relación que hay entre el patron elaborado con la frecuencia que producimos... Sabe como podemos obtener esto?

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    Respuestas
    1. Hola, antes de nada gracias por visitar el blog. Como ves en los dibujos de CHladni hay unos números tanto en fila en columna. Estos números son los modos de vibración para el eje "x" y para el eje "y". Como se ha explicado, la arena cae en los nodos de la onda estacionaria creada en la placa. Por tanto, cada dibujo son las soluciones de la ecuación de la onda estacionaria en dos dimensiones igualada a cero (amplitud nula en los nodos) para cada modo de vibración. No tengo mucho tiempo pero supongo que esto se verá más claro con las ecuación bidimensional delante y quizás encontrareis las posiciones de los nodos en cada punto de la placa en función de la frecuencia, que según lo entendido es lo que buscáis. Saludos y siento la demora en la respuesta.

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  4. Esto ya lo practicaban los templarios. Saludos

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