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恩斯特·克拉德尼

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恩斯特·克拉德尼
恩斯特·克拉德尼

恩斯特·弗洛伦斯·弗里德里希·克拉德尼德语Ernst Florens Friedrich Chladni,1756年11月30日-1827年4月3日),德国物理学家、音乐家。

生平[编辑]

恩斯特·克拉德尼1756年11月30日出生於维滕贝格,1827年4月3日卒於西里西亞(現波蘭的弗羅茨瓦夫)的布雷斯勞,自小已懂得斯洛伐克匈牙利三語。1782年,克拉德在萊比錫维滕贝格攻讀法律及哲學,1782年畢業於萊比錫大學。在他父親死後,克拉尼能更自由地考慮個人的興趣。他的興趣是在科學方面。由於他對音樂感興趣,所以他於1786年開始從數學方面研究聲波,他是算出有關聲音傳播的數量關係的第一個人,因此被譽為聲學之父。克拉尼讓覆蓋著一層沙子的薄板振動。薄板以復雜的方式振動,有一些部分(波節線)保持不動,因此留住了由附近振動區域抖來的沙子。這樣,薄板上便出現一幅獨特的沙子圖形,由此能作出有關振動的許多推斷。


克拉德尼主要贡献包括振动板研究、不同气体中音速的计算等,因此被称为“声学之父”。其外,克拉德尼还在陨石研究方面颇有建树,因此也被称为“陨石学之父”。

克拉尼圖形的吉他背板
克拉尼的創建克拉尼圖形的方法
克拉尼圖形上的矩形板支持中心
相同的板的另一種模式

克拉尼圖形[编辑]

克拉尼的最有名的成就之一是發明一種技術來表明剛性表面振動的各種模式,在振動板或振動膜在共振被劃分成多個區域振動相反方向,有界零振動線稱為波節線。克拉尼重複牛津大學羅伯特·虎克的開創性實驗,1680年7月8日,已觀察到與玻璃板的振動節點的型態。虎克用小提琴弓拉沿一盤沾滿麵粉的邊緣,看到節點的模式出現。克拉尼的技術,首次出版於1787年他的書中,發現聲音理論,由金屬片表面輕輕鋪上沙子用一張弓拉,在板邊運動直到它共振,當振動導致移動和集中的砂沿節線表面仍勾畫節線。這些模式現在被稱為克拉尼圖形。這種技術的變化仍然很常用的電聲樂器,如小提琴,吉他和大提琴在設計和施工。 20世紀以來,它已成為更常見的是將一個電子信號發生器或下盤,實現了更精確的可調頻率驅動的揚聲器。


樂器[编辑]

自1738年樂器稱為“Glassspiel”或“Verillon”填充不同數量的水是在歐洲流行的18個啤酒杯創建。啤酒杯被形狀像湯匙的木槌敲產生“教會和其他莊嚴的音樂”。本傑明·富蘭克林留下了足夠深刻的印象由的verillon性能在訪問倫敦,在1757年,他創建了自己的工具,在1762年的“諧波”。富蘭克林諧波的靈感來自一些其他工具,包括兩個克拉尼。在1791年,克拉尼發明的樂器稱為“Euphon”(不被混淆與銅管樂器上低音號),不同的音高組成的玻璃棒。克拉尼euphon是現代音樂被稱為 [[Cristal Baschet]]的直接祖先。在1799年克拉尼也改進虎克的“音樂圓筒”產生的另一個項工具“Clavicylinder”克拉尼走遍了歐洲向人們展示他的樂器。

隕石[编辑]

1794年,在德國克拉尼發表有關起源的發現和其他的帕拉斯他們類似的大眾的鐵和它的一些相關的自然現象,([[帕拉斯]]產地的鐵和其他類似的,和一些伴隨的自然現象),其中他提出隕石中有外星起源。這是一個有爭議聲明的時候,因為隕石被認為是火山的起源。有了這本書,所以克拉尼成為現代隕石研究的創始人之一。克拉尼最初被嘲笑他的主張隕石的來源在外太空,但他的著作引發了科學的好奇心並最終領導的研究來支持他的理論。在1795年發現一個大的隕石在沃爾德牛頓市約克郡,英格蘭一個村舍外。這個普通球粒隕石,稱為沃爾德村隕石,一塊提供給英國化學家愛德華·霍華德以及與法國礦物學家雅克·德·Bournon,仔細分析隕石的元素組成,得出的結論是外星起源可能。1803年超過法國萊格勒流星雨灑滿鎮擁有3000與數百名證人的石頭墜落的隕石碎片。萊格勒流星雨是由受法國內政部長委託的法國物理學家和天文學家讓-巴蒂斯特·必歐調查。有別於克拉尼書和霍華德和Bournon的科學刊物必歐的文章是普遍而生動的報告說服了一些人克拉尼的初步見解的真實性的隕石。

其他[编辑]

克拉尼發現克拉尼定律,一個簡單的代數關係近似板和其他機構的自由振盪模態頻率。克拉尼估計聲速不同的氣體,將這些氣體在管風琴,玩它,並觀察出現的聲音。在1635年開始這種內置在皮埃爾·伽桑狄工作在測量聲音在空氣中的速度。