Fyzmatik | Vyzkoušej svůj sluch a pobav oči

Desku upevněnou uprostřed do svěrky posypeme například krupicí nebo jemným pískem. Rozkmitána je pak vibračním přístrojem (dříve se to provádělo smyčcem ve směru kolmém k rovině desky). Deska se rozezvučí – různě vysokým tónem zároveň se rozkmitají zrnka písku a seskupují se do tzv. Chladniho obrazců. Objevil je poprvé německý fyzik Chladni (1756 – 1827) a zkoumal tyto obrazce na deskách čtvercového a kruhového tvaru a upevněných ve svém středu.V jeho době však nebyl znám jejich matematický popis. Tento problém byl natolik zajímavý, že v roce 1808, po prvním předvedení na Francouzské Akademii věd, císař Napoleon nabídl kilogram zlata za odměnu tomu, kdo ji poprvé vyřeší.

Rozkmitání zrnek písku je důkazem toho, že jednotlivá místa desky kmitají, tj. deska se chvěje. Kmitny jsou místa, v nichž body kmitají s největší amplitudou. Uzly jsou místa, v nichž jsou body neustále v klidu, nekmitají. Dochází k tomu, že zrnka písku odskakují z kmiten a hromadí se v uzlech, v tzv. uzlových čarách, které vytváří Chladniho obrazce. Chvění desek, blan a podobných objektů má význam při konstrukci elektroakustických zařízení (jako jsou membrány reproduktorů, sluchátek, mikrofonů, desky smyčcových nástrojů a kytar), jimiž se přenáší zvukové vlnění.

Tvar Chladniho obrazců souvisí s tvarem kmitající membrány či desky, typem a pořadím rezonančního módu. Odchylky od teoretického tvaru pak do určité míry odrážejí změnu jejich tloušťky, materiálovou nehomogenitu, napětí či pnutí. Každý Chladniho obrazec vzniká pouze na konkrétní rezonanční frekvenci a vedle její absolutní hodnoty jsou velmi důležité též poměry mezi jednotlivými rezonanční módy.