cymatics
cymatics是使声音形象化的过程,基本上藉由沙或水等媒介的振动来达成。
基本介绍
- 中文名:音流学
- 外文名:cymatics
- 释义:使声音形象化的过程
- 性质:藉由沙或水等媒介的振动来达成
- 创造:Hans Jenny
- 原理:二维驻波
释义
cymatics是使声音形象化的过程,
基本上藉由沙或水等媒介的振动来达成。
cymatics

由来
它由对共振的观察开始,由达文西、伽利略和英国科学家虎克,然后由克拉尼所进行。这种图形是由德国物理学家克拉尼(Chladn)发现的,因而命名为克拉尼图形。用来显示克拉尼图形的薄板就称为克拉尼板。而下一位探索这个领域的是1970年代一位叫做Hans Jenny的绅士,cymatics这个名词就是由他创造的。
早期是用弓弦摩擦克拉尼板的边缘方法使板振动。现在使板振动的方法很多,用压电陶瓷片使克拉尼板振动的方法就是其中的一种。
模拟克拉尼实验

原理
驻波是由两列传播方向相反而振幅与频率都相同的波叠加而成的。驻波有一维驻波、二维驻波等。按某些频率激发弦乐器的弦线振动,弦线就会形成一维驻波。对于话筒的膜片、锣鼓鼓面,它们形成的驻波分布在平面或曲面上,是二维驻波。把细沙撒在薄板上,当薄板振动时,薄板上的细沙就会显示各种各样的图形,图形随振动频率而变,
话筒的膜片等振动可以看成二维驻波,这些驻波分布在平面或曲面上。一块四周固定的矩形板的振动是最简单二维驻波,如图2所示,它的波函式也可以表示为一位置函式 Ψ(x,y)与时间函式f(t)这两部分的乘积。从x方向看,膜片的振动可以看成是许多平行于x轴的线条上的驻波联结在一起;从y方向看,可以看成是许多平行于y轴的线条上的驻波联结在一起;边缘各点的振幅则均为零。总的振动位移可写为
Z(x,y)=Ψ(x,y)sin2πνt = Csin2πk1xsin2πk2ysin2πνt
式中,C为常数,k1=l/λ1 = n1/2L1,k2= l/λ2=n1/2L2,n1和n2为整数。膜也有一系列本徵频率,但与弦线的情况不同,它们不等于一个基频的整数倍。膜的本徵频率与边界条件等许多因素有关,情况很複杂,不再展开论述。
式中,C为常数,k1=l/λ1 = n1/2L1,k2= l/λ2=n1/2L2,n1和n2为整数。膜也有一系列本徵频率,但与弦线的情况不同,它们不等于一个基频的整数倍。膜的本徵频率与边界条件等许多因素有关,情况很複杂,不再展开论述。

图3是克拉尼板显示的一个克拉尼(二维驻波)图形。
用途
我们可以通过利用cymatics来使原本看不见的东西显现出来。
海豚的语言
在海洋学上,海豚语言的辞彙事实上是由海豚发出的可见声纳波束所创造的。由此,将来我们也许能够利用cymatics了解海豚如何沟通。
海豚声纳图像

治疗与教育
通过cymatics为学童开发了一种装置,当他们的手放在上面时会被追蹤,这使他们能够控制并改变cymatics图形的位置,而这个图形是由他们所引发的。
用于教育的装置

自然艺术
我们可以通过使用cymatics来做美丽的自然艺术形式。如通过装置播放音乐家的名曲,观察他们所产生的美丽图案。
贝多芬第九交响曲
雪花


探索自然的镜子
我们能够利用cymatics重新创造自然的典型形式。例如我们能够製造出与雪花形式相同的cymatics图案,同理还能製造出成千上万的这种与自然事物相仿的图形。而思考一下宇宙的形成,还有伴随着宇宙形成时的巨大声音,或许cymatics对宇宙本身的形成有着某种影响。