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Page 1: Figuren aus Sand

© 2010 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.phiuz.de 2/2010 (41) | Phys. Unserer Zeit | 97

| M AG A Z I N

Chladni-Figuren finden sich heute infast allen Science Centern. Dabei be-streicht man eine Metallplatte mit ei-nem Geigenbogen, so dass – mit etwasGeschick – auf der Oberfläche befind-licher Sand eine geometrische Figurformt. Den meisten Menschen ist da-bei wohl nicht bewusst, wie viele ver-schiedenartige Formen sich prinzipiellerzeugen lassen. Auch über die Per-son, nach dem die Figuren benanntsind, wissen nur wenige Bescheid.

Chladni hatte zunächst Jura stu-diert. Nach seiner Promotion unddem Tod des Vaters entschied er sichaber für eine Beschäftigung mit derNaturforschung. Er hielt Vorlesungenund forschte insbesondere im Be-reich der Akustik [1]. Dabei machteer bei verschieden geformten PlattenSchwingungen durch Sand sichtbar –eine Art der Demonstration, die ver-mutlich durch Lichtenbergs Staub-figuren inspiriert wurde (Physik inunserer Zeit 2009, 40 (4), 210).

Chladni konnte eine Reihe vonStaubfiguren realisieren und nutztediese, um eine Theorie der Akustik

und der Schwingungen zu entwickeln,wobei er erstmals auch Longitudinal-schwingungen beschrieb.

Die von ihm entwickelten Visuali-sierungen der Schwingungen werdenheute noch beim Bau von Saiten-instrumenten verwendet. Danebenhaben die Chladnischen Klangfigureneine unerwartete Aktualität in derphysikalischen Forschung erfahren:In den letzten Jahren wurde in einerReihe von Arbeiten auf die Analogiedes Verhaltens schwingender Plattenzum Quantenbillard hingewiesen(Physik in unserer Zeit 1993, 24 (5),200 sowie [2]).

Ab 1791 unternahm ChaldniVortragsreisen, bei denen er sowohlseine wissenschaftlichen Ergebnisseals auch ein von ihm entwickeltesMusikinstrument vorstellte. Hiermitfinanzierte er seinen Lebensunterhalt.Er kann also als ein später Vertreterder reisenden wissenschaftlichenDemonstratoren aufgefasst werden,die insbesondere in der zweitenHälfte des 18. Jahrhunderts häufigauftraten.

1794 veröffentlicheChladni seine Abhand-lung über Meteorite[3]. Darin vertrat erdie Auffassung, dassdie optischen Erschei-nungen (Meteore), diebislang eher als atmo-sphärischer Effektgesehen wurden,von extraterres-trischen Objek-ten verursachtwurden, die indie Atmosphä-re eindringen.Auch wenn dieseTheorie zunächstkritisiert wurde, stütztendie in einigen Fällen aufgefundenenSteine Chladnis These. Diese enthiel-ten elementares Eisen und Nickel,was beides auf der Erde nur seltenvorkam. Chladnis These setzte sichdeshalb zu Beginn des 19. Jahrhun-derts zunehmend durch.

Heute gelten Meteorite als wich-tige kosmische „Archive“, die eineFülle von Informationen über dieEntstehung des Sonnensystems ent-halten. So findet man darin präsolareKörnchen, die von fernen Sternenstammen und vor der Entstehung desSonnensystems in den solaren Ur-nebel eindrangen (Physik in unsererZeit 2009, 40 (6), 282).

Literatur[1] D. Ullmann, Chladni und die Entwicklung

der Akustik von 1750–1860, ScienceNetworks. Historical Studies 19, Birkhäuser,Basel 1996.

[2] H.-J. Stöckmann, Physik Journal 2006, 5(11), 47.

[3] E. F. F. Chladni, Über den kosmischenUrsprung der Meteorite und Feuerkugeln,1794, Ostwalds Klassiker 258.

Internetwww.phys.unsw.edu.au/jw/chladni.htmlecho.mpiwg-berlin.mpg.de/ECHOdocuView/ECHOzogiLib?url=/mpiwg/online/permanent/library/ZNY6Q9FN/index.meta&pn=9&mode=texttooliwk.mdw.ac.at/Forschung/pdf_dateien/2000d_Zopf_Diplomarbeit.pdf

Peter Heering,Uni Flensburg

PH YS I K G E S T E R N U N D H EU T E |Figuren aus SandErnst Florens Friedrich Chladni (1756 – 1827) wird meistens mit derEntwicklung der Akustik in Verbindung gebracht. Manche Menschenassoziieren seinen Namen aber auch mit dem Verständnis von Meteo-riten als extraterrestrische Objekte. Was für eine Person konnte sichlange Jahre mit der Herstellung und Vorführung von Staubfiguren be-schäftigen und gleichzeitig astronomische Überlegungen anstellen?

Abb. 2 Chaldnische Klangfiguren zeichnen sich auf dieser dünnen Metallplatte ab.Diese wurde in der Mitte fixiert, mit feinem Sand bestreut und dann Schallwellenausgesetzt (Foto: The MIT Department of Physics Technical Services Group).

Abb. 1 Ernst FlorensFriedrich Chladni (* 30. November 1756in Wittenberg; † 3. April 1827 inBreslau).

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