Візуалізація звукових коливань
Як можна візуалізувати звукову хвилю, коливання? Як побачити звук, а не почути? Мабуть, кожен одразу пригадає різнокольорові візерунки плеєра комп’ютера, смартфона або навіть гру світла на дискотеці. Звичайно, тут є певна візуалізація, адже світло змінює своє світіння на основі частот. Але як ще можна візуалізувати звук? І хто вперше це такий дослід виконав?
Виявляється, вперше візуалізацію звукових коливань провів англійський натураліст Роберт Гук ще 8 липня 1680 року. Всі ми знаємо цього вченого за законом Гука, який встановив залежність між силою та видовження. А ще він першим ввів термін клітина. Так от саме він вперше «показав» звук. Для цього вчений проводив смичком по пластині покритій борошном і спостерігав за візерунками, який утворювали стоячі хвилі під час коливань. Це було дуже цікаво, адже візерунки формували правильні геометричні фігури. Але це були одиничні досліди, більше в цьому напрямку вивчення акустики зробив німецький фізик Ернст Хладні. Він пішов набагато далі і провів величезну кількість досліджень, змінюючи частоти коливань та місце прикладання. Використовуючи різні матеріали та різні звуки, вчений створив відомі «фігури Хладні», рисунки яких опублікував у своїй книзі «Акустика». Це дуже нагадує візуалізацію магнітного поля за допомогою металевих стружок.
Дане явище можна навіть повторити особисто. Узявши тарілку з невеликим шаром борошна та поклавши її на колонку чи гітару, взявши чи ввімкнувши певну ноту, ми можемо з легкістю створити ці ж відомі фігури Хладні – побачити звук, звукові коливання. Утворюється все доволі просто. Внаслідок зовнішніх вимушених коливань, почне коливатися тарілка, на її поверхні утвориться стояча хвиля з вузлами, у яких буде збиратися борошно. Врешті, в залежності від ноти, типу звучання та місця прикладання, а також форми посуди, матимемо ту чи іншу геометричну форму на рисунку. Кола, лінії, сітки, звук може бути дуже різним. І головне, що таке дослідження обов’язково допоможе зрозуміти, що таке звукові коливання з точки зору фізики.
