Ernst Florens Friedrich Chladni ( alemán: [ˈɛʁnst ˈfloːʁɛns ˈfʁiːdʁɪç ˈkladnɪ] ; 30 de noviembre de 1756 - 3 de abril de 1827) fue un físico y músico alemán . Su trabajo más importante, por el que a veces se le etiqueta como el padre de la acústica , incluyó la investigación sobre placas vibratorias y el cálculo de la velocidad del sonido para diferentes gases . [1] También emprendió un trabajo pionero en el estudio de los meteoritos y es considerado por algunos como el padre de los meteoritos . [2]
| Ernst Chladni | |
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 Ernst Chladni | |
| Nació | 30 de noviembre de 1756 |
| Fallecido | 3 de abril de 1827 (70 años) |
| Nacionalidad | alemán |
| Conocido por |
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| Carrera científica | |
| Campos | Física |
Vida temprana
Aunque Chladni nació en Wittenberg en Sajonia , su familia se originó en Kremnica , entonces parte del Reino de Hungría y hoy una ciudad minera en el centro de Eslovaquia . Por tanto, se ha identificado a Chladni como alemán , [3] [4] húngaro [5] y eslovaco . [6]
Chladni provenía de una familia educada de académicos y hombres instruidos. El bisabuelo de Chladni, el clérigo luterano Georg Chladni (1637–92), había abandonado Kremnica en 1673 durante la Contrarreforma . El abuelo de Chladni, Martin Chladni (1669-1725), también fue un teólogo luterano y, en 1710, se convirtió en profesor de teología en la Universidad de Wittenberg . Fue decano de la facultad de teología en 1720-1721 y más tarde se convirtió en rector de la universidad . El tío de Chladni, Justus Georg Chladni (1701-1765), era profesor de derecho en la universidad. [ cita requerida ] Otro tío, Johann Martin Chladni (1710-1759), fue teólogo, historiador y profesor en la Universidad de Erlangen y la Universidad de Leipzig .
El padre de Chladni, Ernst Martin Chladni (1715-1782), fue profesor de derecho y rector de la Universidad de Wittenberg. Se había unido a la facultad de derecho allí en 1746. [ cita requerida ] La madre de Chladni era Johanna Sophia y él era hijo único. [7] Su padre desaprobó el interés de su hijo por la ciencia e insistió en que Chladni se convirtiera en abogado. [6] [8] [9]
Carrera profesional
Chladni estudió derecho y filosofía en Wittenberg y Leipzig, obteniendo el título de abogado en la Universidad de Leipzig en 1782. Ese mismo año, murió su padre y se dedicó en serio a la física. [8] [9] Dio conferencias sobre derecho, matemáticas y ciencias naturales en la Universidad de Wittenberg de 1783 a 1792. Durante este tiempo, comenzó sus primeros experimentos con acústica. [6]
Figuras de Chladni
Uno de los logros más conocidos de Chladni fue inventar una técnica para mostrar los diversos modos de vibración en una superficie rígida, conocida como figuras de Chladni debido a las diversas formas o patrones creados por varios modos. Cuando resuena , una placa o membrana se divide en regiones que vibran en direcciones opuestas, delimitadas por líneas donde no se producen vibraciones ( líneas nodales ). Chladni repitió los experimentos pioneros de Robert Hooke , quien, el 8 de julio de 1680, había observado los patrones nodales asociados con las vibraciones de las placas de vidrio. Hooke pasó un arco de violín a lo largo del borde de un plato cubierto de harina y vio emerger los patrones nodales. [10] [8] [9] [11]
La técnica de Chladni, publicada por primera vez en 1787 en su libro Entdeckungen über die Theorie des Klanges ("Descubrimientos en la teoría del sonido"), consistía en dibujar un arco sobre una pieza de metal cuya superficie estaba ligeramente cubierta de arena. La placa se arqueó hasta que alcanzó la resonancia, cuando la vibración hace que la arena se mueva y se concentre a lo largo de las líneas nodales donde la superficie está quieta, delineando las líneas nodales. Los patrones formados por estas líneas son lo que ahora se llaman figuras de Chladni . También se pueden encontrar patrones nodales similares al ensamblar materiales a microescala en ondas de Faraday . [12]
Chladni había visitado la Academia de París en 1808 y había demostrado los patrones de vibración ante una audiencia que incluía no solo a los principales científicos franceses, sino al propio Napoleón ; Napoleón fijó un premio a la mejor explicación matemática. La respuesta de Sophie Germain , aunque rechazada debido a fallas, fue la única entrada con el enfoque correcto. [13]
Las variaciones de esta técnica todavía se utilizan comúnmente en el diseño y construcción de instrumentos acústicos como violines , guitarras y violonchelos . Desde el siglo XX, se ha vuelto más común colocar un altavoz impulsado por un generador de señales electrónicas encima o debajo de la placa para lograr una frecuencia ajustable más precisa.
En mecánica cuántica , se sabe que las figuras de Chladni ("patrones nodales") están relacionadas con las soluciones de la ecuación de Schrödinger para átomos de un electrón, y Erwin Schrödinger utilizó las matemáticas que las describen para comprender los orbitales de los electrones. [14]
| Figuras de Chladni |
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Instrumentos musicales
Desde al menos 1738, un instrumento musical llamado Glasspiel o verrillon , creado al llenar vasos de cerveza con diferentes cantidades de agua, fue popular en Europa. [15] Los vasos de cerveza fueron golpeados por mazos de madera con forma de cucharas para producir "música de iglesia y otras solemnes". [16] Benjamin Franklin quedó tan impresionado por una actuación de verrillon en una visita a Londres en 1757 que creó su propio instrumento, la armónica de cristal , en 1762. La armónica de Franklin inspiró varios otros instrumentos, incluidos dos creados por Chladni. En 1791, Chladni inventó el instrumento musical llamado euphon (que no debe confundirse con el bombardino de instrumentos de metal ), que consta de varillas de vidrio de diferentes tonos. El eufón de Chladni es el antepasado directo del instrumento musical moderno conocido como Cristal Baschet . [17] Chladni también mejoró el "cilindro musical" de Hooke para producir otro instrumento, el clavicilindro, en 1799. [8] [9] [16]
Chladni viajó por toda Europa con sus instrumentos dando demostraciones. [6]
| Instrumentos de placa arqueada - Chladni | |||||
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