In questo video una lastra quadrata viene messa in vibrazione da un generatore di frequenza.
Si notano certe frequenze del generatore a cui la lastra risponde in maniera molto netta. Questo perché questi valori "speciali" coincidono con le frequenze dei "modi normali" della lastra. In queste condizioni, dette "di risonanza", l'energia si trasferisce in maniera molto efficiente dal generatore alla lastra.
I modi di vibrazione normali e i corrispondenti valori della frequenza dipendono dalla geometria (forma e dimensione) della lastra.
In un mezzo monodimensionale (per esempio una corda), le onde stazionarie sono caratterizzate da punti nodali (o semplicemente "nodi"), ovvero punti "imperturbati" in cui l'oscillazione mantiene ampiezza nulla nel tempo.
Poiché la lastra è un oggetto bidimensionale, i modi normali non sono caratterizzati da singoli nodi, ma da cosiddette "linee nodali", cioè intere linee di punti imperturbati.
Per mettere in evidenza tali linee nodali, nel video la lastra viene cosparsa di granelli di sale. Tutti i granelli che non sono su una linea nodale vengono fatti "saltare" dalle vibrazioni della lastra. Quando atterrano su una linea nodale tendono a rimanerci, perché lì le sollecitazioni sono minime. Dopo poco tempo tutti i granelli finiscono su una linea nodale.
Quando la frequenza cambia, cambia anche la configurazione delle linee nodali, e i granelli si "riconfigurano" piuttosto rapidamente secondo la nuova "geometria".
Le frequenze basse corrispondono a modi normali con poche linee nodali semplici.
Più la frequenza aumenta, più le linee nodali si fanno fitte e complicate.
Gli orbitali atomici che probabilmente avete discusso in chimica sono esempi di "modi normali". In quel caso l'onda a cui si riferiscono è la cosiddetta "onda di probabilità" che descrive la posizione di una particella quantistica (l'elettrone).