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Eine mit Salz oder Sand bestreute Platte wird in Schwingung gebracht, indem die Platte an einem Lautsprecher befestigt wird. Es entstehen geometrische Muster, sogenannte Chladnische Klangfiguren. Auf diese Weise wird die Schwingung, die den Ton erzeugt, sichtbar gemacht.
Der Lautsprecher gibt einen Ton von sich, indem die Lautsprechermembran in Schwingung versetzt wird. Wird nun eine Platte an dieser Membran befestigt, so überträgt sich die Schwingung des Lautsprechers auf die Platte und der Mittelpunkt der Platte beginnt selbst zu schwingen. Diese Schwingung breitet sich aus. Genau, wie sich die Schwingung der Lautsprechermembran je nach Tonhöhe unterscheidet, schwingt auch die Platte je nach Tonhöhe unterschiedlich. Bei bestimmten Tonhöhen gibt es Bereiche auf der Platte, die in Ruhe sind, während die Platte um diese Ruhepunkte herum schwingt. Diese Ruhepunkte werden als Knotenlinien bezeichnet. Die Tonhöhen, bei dem diese Ruhepunkte entstehen, hängen von dem Material, der Form, der Größe und der Dicke der Platte ab. Die zugehörigen Frequenzen werden als Resonanz- oder Eigenfrequenzen der Platte bezeichnet. Schwingt die Platte in ihrer Eigenfrequenz, so wird das Salz, das sich auf der Platte befindet, von den Stellen, an denen die Platte sich bewegt, weggewirbelt und bleibt auf den Knotenlinien liegen. Wir können beobachten, wie sich das Salz in Mustern anordnet – den chladnischen Klangfiguren.
Die Schwingung des Lautsprechers überträgt sich auf die Platte. Je nach Frequenz des Tons unterscheidet sich die Schwingung der Platte. Entspricht die Frequenz der Eigenfrequenz der Platte, so beginnt die Platte in stehenden Wellen zu schwingen, es entstehen Knotenlinien und Schwingungsberge/-bäuche. Das Salz sammelt sich dann auf den ruhenden Knotenlinien an, um die herum die Platte gegenphasig schwingt (Schwingungsbauch und Schwingungsberg). Das Salz ordnet sich in Mustern an und wir können chladnische Klangfiguren beobachten. Die Eigenfrequenzen der Platte lassen sich dabei mithilfe der Kirchhoffschen Plattentheorie und im Spezialfall quadratischer Platten mithilfe von von Iguchi entwickelten Differentialgleichungen zweiter Ordnung lösen. Die Eigenfrequenzen hängen dabei von der Dichte des Plattenmaterials, dem Elastizitätsmodul der Platte, der Plattendicke, -form und -größe ab.
Text: Andrea Hornung