Cymatics

Resonans synliggörs med svarta frön på en cembalo-klangplatta
Majsstärkelse och vattenlösning under påverkan av sinusvågsvibrationer
En demonstration av sand som bildar cymatiska mönster på en metallplatta. Från filmen Inner Worlds Outer Worlds .

Cymatics (från antikens grekiska : κῦμα , romaniserat : kyma , lit.   'våg') är en undergrupp av modala vibrationsfenomen . Termen myntades av den schweiziske läkaren Hans Jenny (1904-1972). Typiskt vibreras ytan på en platta, ett membran eller ett membran, och områden med maximal och minimal förskjutning görs synliga i en tunn beläggning av partiklar, pasta eller vätska. Olika mönster uppstår i det excitatoriska mediet beroende på plattans geometri och drivfrekvensen.

Apparaten som används kan vara enkel, såsom den kinesiska sprutskålen , i vilken kopparhandtag gnuggas och får kopparbottenelementen att vibrera. Andra exempel är Chladni-plattan och det så kallade cymaskopet.

Historia

Den 8 juli 1680 kunde Robert Hooke se de nodalmönster som är förknippade med glasplattornas vibrationssätt. Hooke körde en båge längs kanten på en glasskiva täckt med mjöl och såg knutmönstren komma fram.

Den tyske musikern och fysikern Ernst Chladni märkte på 1700-talet att vibrationssätten hos ett membran eller en platta kan observeras genom att strö den vibrerande ytan med ett fint damm (t.ex. lycopodiumpulver , mjöl eller fin sand). Pulvret rör sig på grund av vibrationen och ackumuleras successivt i punkter på ytan som motsvarar ljudvibrationen. Punkterna bildar ett mönster av linjer, kända som "nodallinjer i vibrationsläget". De normala vibrationssätten, och mönstret av nodlinjer som hör samman med var och en av dessa, bestäms helt, för en yta med homogena mekaniska egenskaper, från ytans geometriska form och av det sätt på vilket ytan är begränsad.

Experiment av detta slag, liknande de som tidigare utfördes av Galileo Galilei omkring 1630 och av Robert Hooke 1680, fulländades senare av Chladni, som introducerade dem systematiskt 1787 i sin bok Entdeckungen über die Theorie des Klanges (Upptäckter om teorin om ljud). Detta gav ett viktigt bidrag till förståelsen av akustiska fenomen och musikinstruments funktion. De sålunda erhållna figurerna (med hjälp av en fiolbåge som gnuggades vinkelrätt längs kanten av släta plattor täckta med fin sand) betecknas fortfarande med namnet "Chladni-figurer".

Verk av Hans Jenny

År 1967 publicerade Hans Jenny , en anhängare av Rudolf Steiners antroposofiska lära , två volymer med titeln Kymatic (1967 och 1972), där han upprepade Chladnis experiment hävdade existensen av en subtil kraft baserad på de normala, symmetriska bilder gjorda av ljudvågor . Jenny lade sand, damm och vätskor på en metallplatta kopplad till en oscillator som kunde producera ett brett spektrum av frekvenser. Sanden eller andra ämnen var organiserade i olika strukturer som kännetecknades av geometriska former som är typiska för frekvensen av vibrationerna som utsänds av oscillatorn. Enligt Jenny skulle dessa strukturer, som påminner om mandala och andra former som återkommer i naturen, vara en manifestation av ett osynligt kraftfält av vibrationsenergin som genererade den. Han var särskilt imponerad av en observation att lycopodiumpulvret bildade en cirkel med en mittpunkt, ett av de sätt som Om hade representerats genom att påtvinga en vokalisering på forntida sanskrit av Om (av hinduer och buddhister betraktade som ljudet av skapelsen).

Faktum är att för en platta med cirkulär form, vilande i mitten (eller gränsen, eller åtminstone i en uppsättning punkter med central symmetri), har alla nodalvibrationslägena central symmetri, så observationen av Jenny är helt överensstämmande med välkända matematiska egenskaper. Ur fysisk-matematisk synvinkel är formen på nodmönstren förutbestämd av formen på kroppen som är i vibration eller, i fallet med akustiska vågor i en gas, formen på kaviteten i vilken gasen finns. Ljudvågen påverkar därför inte alls formen på den vibrerande kroppen eller formen på nodmönstren. Det enda som förändras på grund av vibrationerna är placeringen av sanden. Bilden som bildas av sanden påverkas i sin tur av vibrationens frekvensspektrum endast för att varje vibrationsläge kännetecknas av en specifik frekvens. Därför bestämmer spektrumet av signalen som exciterar vibrationen vilka mönster som faktiskt visas nodalt. De fysiska fenomen som är involverade i bildandet av Chladni-figurer förklaras bäst av klassisk fysik. Moderna analytiker, inklusive Michael Shermer , har kallat antroposofins tillämpning inom områden som teknik, medicin, biologi och biodynamiskt jordbruk som pseudovetenskap . [ citat behövs ]

Influenser på konst och musik

Enheter för att visa nodalbilder har påverkat bildkonst och samtida musik. Konstnären Björk skapade projektioner av cymatiska mönster genom att använda basfrekvenser på turné för hennes album Biophilia .

Hans Jennys bok om Chladni-figurer påverkade Alvin Lucier och hjälpte till att leda till Luciers komposition Queen of the South . Jennys arbete följdes också upp av Center for Advanced Visual Studies (CAVS) grundare György Kepes vid MIT . Hans arbete inom detta område omfattade en akustiskt vibrerad plåtbit där små hål hade borrats i ett galler. Små gaslågor brände genom dessa hål och termodynamiska mönster gjordes synliga av denna uppställning.

I mitten av 1980-talet använde bildkonstnären Ron Rocco , som också utvecklade sitt arbete på CAVS, speglar monterade på små servomotorer , drivna av ljudsignalen från en synthesizer och förstärkta av en rörförstärkare för att reflektera strålen från en laser. Detta skapade ljusmönster som motsvarade ljudets frekvens och amplitud. Med hjälp av denna stråle för att generera videofeedback och datorer för att bearbeta återkopplingssignalen skapade Rocco sin "Andro-media"-serie av installationer. Rocco bildade senare ett samarbete med musikern David Hykes , som praktiserade en form av mongolisk övertonssång med The Harmonic Choir, för att generera cymatiska bilder från en pool av flytande kvicksilver, som fungerade som en flytande spegel för att modulera strålen från en helium- neonlaser från det sålunda genererade ljudet. Fotografier av detta arbete finns i Ars Electronica- katalogen från 1987.

Den samtida tyska fotografen och filosofen Alexander Lauterwasser har fört in cymatiken in i 2000-talet med hjälp av fint utformade kristalloscillatorer för att ge resonans av stålplattor täckta med fin sand och för att vibrera små vattenprover i petriskålar . Hans första bok, Water Sound Images , översatt till engelska 2006, innehåller bilder av ljus som reflekteras från vattenytan som sätts i rörelse av ljudkällor som sträcker sig från rena sinusvågor till musik av Beethoven , Karlheinz Stockhausen , den elektroakustiska gruppen Kymatik (som ofta spelar in i ambisoniskt surroundljud) och övertonssång . De resulterande fotografierna av stående vågmönster är slående. Lauterwassers bok fokuserade på att skapa detaljerade visuella analogier av naturliga mönster, från fördelningen av fläckar på en leopard till de geometriska mönstren som finns i växter och blommor, till formerna på maneter och de invecklade mönstren som finns på skalet på en sköldpadda.

Kompositören Stuart Mitchell och hans far TJ Mitchell hävdade att Rosslyn Chapels sniderier förmodligen innehåller referenser till cymatiska mönster. År 2005 skapade de ett verk som heter The Rosslyn Motet, realiserat genom att försöka matcha olika Chladni- mönster med 13 geometriska symboler ristade på ytorna av kuber som kommer från 14 bågar.

Liksom många påståenden inom cymatikergemenskapen stöds inte hypotesen att ristningarna representerar Chladni-mönster av vetenskapliga eller historiska bevis. Ett av problemen är att många av "box"-ristningarna inte är original, eftersom de ersattes på 1800-talet efter skador av erosion.

Musikgruppen The Glitch Mob använde cymatics för att producera musikvideon "Becoming Harmonious (ft. Metal Mother)".

Influerad av Yantra -diagram och cymatik skapade konstnären och modedesignern Mandali Mendrilla en skulpturklänning som heter "Kamadhenu" (önsketrädsklänning III) vars mönster är baserat på ett Yantra-diagram som föreställer gudinnan Kamadhenu .

Aphex Twin föreslår att du lär dig mer om cymatik med hänvisning till 'master tuning av 440 Hz ' i ett samtal med synthtillverkaren Tatsuya Takahashi.

Sedan 2010 skapar konstkollektivet Analema Group deltagarföreställningar där cymatiska mönster produceras digitalt i realtid av publiken.

2014 producerade musiker Nigel Stanford "Cymatics", en instrumental och musikvideo designad för att demonstrera de visuella aspekterna av cymatics.

Den samtida amerikanske målaren Jimmy O'Neal skapade sitt eget cymaskop, som han har använt för att producera olika offentliga konstverk. En sådan målning är 511,95 Hz vin, en storskalig väggmålning baserad på mönstret som skapas när man spårar ett finger runt kanten på ett nästan tomt vinglas.

Logotypen och temakonsten för Eurovision 2022 är baserad på cymatics.

Huvudtitelsekvensen för The Lord of the Rings: The Rings of Power är inspirerad av cymatics.

Influenser inom teknik

Inspirerad av periodiska och symmetriska mönster i luft-vätskegränssnittet skapat av ljudvibrationer, utvecklade P. Chen och medarbetare en metod för att konstruera olika strukturer från material i mikroskala med hjälp av vätskebaserade mallar. Denna vätskebaserade mall kan konfigureras om dynamiskt genom att ställa in vibrationsfrekvens och acceleration.

Se även

  1. ^   Jenny, Hans (juli 2001). Cymatics: A Study of Wave Phenomena & Vibration (3:e upplagan). Macromedia Press . ISBN 978-1-888138-07-8 .
  2. ^ "Instruktionsforskningslabb: Chladni tallrik" . University of California, Los Angeles . Hämtad 3 september 2009 .
  3. ^ a b Ernst Florens Friedrich Chladni , Oxford Dictionary of Scientists, Oxford Univ. Press, 1999, sid. 101 (archive.org länk). Åtkomst 24 augusti 2015.
  4. ^ J. McLaughlin, " Good Vibrations " i American Scientist , juli–augusti 1998.
  5. ^ Proceedings of the Edinburgh Mathematical Society (2016) 59, 287–300 (avhandling). doi : 10.1017/S0013091515000139 .
  6. ^ "Chladni figurer - Wolfram-demonstrationer projekterar" . Wolfram .
  7. ^ György Kepes profil på MIT
  8. ^ "I ljuset av ljud studie 1"
  9. ^   Lauterwasser, Alexander (2006). Vattenljudbilder. ISBN 1-888138-09-2
  10. ^ Wilson, Chris (19 maj 2011). slate.com ; Rosslyn-koden: "Är en skotsk Da Vinci ansvarig för Rosslyn-melodierna?"
  11. ^ "The Glitch Mob" . Facebook .
  12. ^ "Dizajnerica Mandali predstavila Zagrebu Čarobnu haljinu: Jeste li i vi vezali svoju želju?" . 2016-06-29.
  13. ^ " Kamadhenu" (önsketrädsklänning III) – om ljud i eter och konstnärlig inspiration" . 2016-07-08.
  14. ^ "Aphex Twin talar med ex. Korg-ingenjören Tatsuya Takahashi" .
  15. ^ "ANALEMA Group" . ANALEMA Group . Hämtad 2018-05-03 .
  16. ^ sennheiser.com
  17. ^ Cooper, Max. "Evolutionen av ett konstnärskollektiv" . Djärvt liv . Hämtad 25 januari 2020 .
  18. ^ "Temakonst: 'The Sound of Beauty' förklarat" . eurovision.tv . 24 januari 2022.
  19. ^ "Lord of the Rings: The Rings of Power Huvudtitelsekvens" . plainsofyonder.com . Hämtad 12 september 2022 .
  20. ^ P. Chen, Z. Luo, S. Guven, S. Tasoglu, A. Weng, AV Ganesan, U. Demirci, Advanced Materials 2014, 10.1002/adma.201402079. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201402079/abstract

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cymatics&oldid=1131349222 "