Descrizione

Lo strumento prende il nome dal fisico tedesco Ernst Chladni (Wittenberg, 1756 - Wroclaw, 1827), che fu il primo a studiare il fenomeno della vibrazione delle lastre tramite sabbia sottile negli ultimi anni del XVIII secolo. L’apparecchio è composto da un panchetto con fissate sei colonnine di legno alle quali, a loro volta, sono avvitate delle lastre di ottone di forme e spessori differenti (alcune sono circolari, altre quadrate, varia soltanto il diametro o il lato). Lo strumento permetteva di ottenere immagini dei modi di vibrare di lastre metalliche di forma e spessori diversi sfruttando il metodo delle “figure sonore” o “figure di polvere”. Le lastre venivano ricoperte con un sottile strato di sabbia e in seguito ne venivano sfregati i bordi con un archetto di violino. Così facendo le vibrazioni si propagavano egualmente su ogni lato (o su tutta la circonferenza), i vari granelli saltellavano formando così delle aree della lastra in cui le vibrazioni si sommavano (ventri) e delle aree in cui si annullavano (linee nodali). Quest’ultime variano per quantità e posizione in base alle diverse forme e all’elasticità delle lastre. La sabbia, quindi, tendeva a spostarsi e a depositarsi su di esse. Si ottenevano così delle figure a simmetria particolare dette appunto di Chadni o “di polvere”. Chladni verificò che a uguali figure corrispondono uguali suoni, ma che non era vero il contrario. Sullo strumento le lamine simili per forma sono diverse nelle dimensioni e/o nello spessore in quanto questi parametri (con altri) influenzano il modo di vibrare delle lastre. Il suono è la sensazione data dalla vibrazione di un corpo in oscillazione, quindi in parole semplici qui si fanno vibrare le varie lastre con frequenze diverse. Da un punto di vista teorico il problema delle vibrazioni trasversali delle lastre è matematicamente piuttosto complesso e per quasi tutto il XIX secolo famosi matematici come Lagrange, Cauchy, Kirchhoff, Rayleigh, studiarono a fondo questa questione cercando le soluzioni dell’equazione (trovata nel 1811 da Lagrange) nel caso di lastre quadrate e circolari. Chladni si era mosso invece per via empirica e il suo metodo era davvero geniale nella sua estrema semplicità.