LA CIMATICA: ERNST CHLADNI E HANS JENNY

 

 

Il tedesco Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827) ha dato un grande contributo alla fisica moderna soprattutto per il suo lavoro di ricerca sulle lastre vibranti e sul calcolo della velocità del suono attraverso differenti gas, nell'ambito della cimatica, la teoria che prende il nome dallo studioso svizzero Hans Jenny, riguardante l'effetto morfogenetico delle onde sonore.

Nel 1794 Chladni pubblicò anche un libro dal titolo Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen ("Sull'origine del ferro di Pallas e di altri similari e su alcuni fenomeni naturali associati"), nel quale esponeva la sua teoria dell'origine cosmica delle pietre cadute dal cielo. Questa teoria fu molto criticata all'inizio, ma da tempo Chladni è considerato uno dei pionieri della ricerca scientifica sui meteoriti.

A lui nel 1979 è stato intitolato l'asteroide 5053 Chladni e un cratere lunare, Chladni.

Ernst Chladni

Il più famoso degli studi di Ernst Chladni fu l'invenzione di un metodo per dimostrare i diversi tipi di vibrazione di una superficie meccanica di forma regolare od irregolare; egli infatti, negli ultimi anni del XVIII secolo, osservò che i modi di vibrazione di una membrana, o di una lastra, possono essere visualizzati cospargendo la superficie vibrante con polvere sottile (ad esempio polvere di licopodio, o anche semplice farina o sabbia fine). La polvere, infatti, si sposta per effetto della vibrazione e si accumula progressivamente nei punti della superficie in cui la vibrazione è nulla, detti punti nodali. Nel caso di una vibrazione stazionaria, questi punti formano un reticolo di linee, dette linee nodali del modo di vibrazione.

I modi normali di vibrazione, e il reticolo di linee nodali associato a ciascuno di questi, sono completamente determinati (per una superficie con caratteristiche meccaniche omogenee) dalla forma geometrica della superficie e dal modo in cui la superficie è vincolata. Sollecitando in modi diversi la vibrazione della superficie si eccitano modi normali differenti, e quindi si osservano di volta in volta solo alcuni degli infiniti reticoli nodali propri del corpo vibrante.

Esperimenti di questo tipo erano stati eseguiti in precedenza da Galileo Galilei verso il 1630 e da Robert Hooke nel 1680, ma furono sistematicamente coltivati e perfezionati proprio da Chladni, che li presentò in forma definitiva nel 1787 nel suo Entdeckungen über die Theorie des Klanges ("Scoperte sulla teoria dei suoni"). Questo fornì un importante contributo alla comprensione dei fenomeni acustici e del funzionamento degli strumenti musicali. Le figure così ottenute (con l'ausilio di un archetto di violino che sfregava perpendicolarmente lungo il bordo di lastre lisce ricoperte di sabbia fine) sono tuttora designate con il nome di "figure di Chladni".

 

 

Alcune "figure di Chladni"