Figures de Chladni

Comment utilisez-vous l'installation?

Appuyez sur un bouton pour faire vibrer la plaque. Tournez lentement la roue pour modifier la fréquence (le nombre de vibrations par seconde). À certaines fréquences, les grains de sable sur la plaque forment des motifs.

Quelle est la science derrière cela?

Waouh, quels beaux motifs le sable dessine sur cette plaque vibrante ! Mais... tu ne les verras pas toujours. Cela dépend de la vitesse à laquelle la plaque vibre.

Sous la plaque se trouve un haut-parleur, qui émet des sons. Les sons sont en fait des vibrations. C’est pourquoi les sons produits par le haut-parleur font vibrer la plaque. Plus le ton est élevé, plus la plaque vibre vite. Le nombre de vibrations par seconde s’appelle aussi la fréquence, et on l’exprime en Hertz (Hz).

La plaque ne vibre pas avec la même intensité sur toute sa surface. À certaines fréquences, elle vibre fortement en certains endroits et plus du tout en d’autres. Ce qui dessine de jolis motifs. Comment est-ce possible ? Le sable est chassé des zones qui vibrent le plus (les « ventres ») et s’accumule dans les zones qui ne vibrent pas (les « nœuds »). Cette combinaison de ventres et de nœuds s’appelle une onde stationnaire.

J’oubliais : comme tu t’en doutes sûrement, ces motifs s’appellent « figures de Chladni » du nom de leur découvreur, l’Allemand Ernst Chladni.

Ondes stationnaires dans un four à micro-ondes

Pourquoi la nourriture tourne-t-elle dans un four à micro-ondes ?

Tu réchauffes ta nourriture à l’aide de micro-ondes, mais un four à micro-ondes contient aussi des ondes stationnaires. Tu trouveras donc des ventres et des nœuds à certains endroits fixes. Les particules d’eau contenues dans ta nourriture vibrent le plus fort là où se trouvent des ventres. Ce sont ces zones qui chauffent. Au niveau des nœuds, en revanche, ces particules ne vibrent pas et la nourriture reste froide. Tu mangerais une crêpe à moitié froide ? Berk, sûrement pas. C’est pour ça que la plaque du micro-ondes tourne. Afin que toutes les parties soient bien chaudes.

Ondes stationnaires sur les violons

Les fabricants de violons observent les figures de Chladni dans les violons pour savoir où améliorer la forme de l’instrument. C’est ainsi qu’ils perfectionnent le son du violon.