誰說聲音只能聽不能看？這是用琴弓演奏出的美麗圖像！

今天給大家介紹一個很有趣的現象——Chladni圖像

我們首先準備了一塊固定的金屬板（從板的正中間固定），以及一杯小米粒。

第一步，

把小米粒隨機地撒在板上

第二步，

拿出弓（可以用小提琴的弓），把這塊板當成一件樂器一樣來演奏會產生什麼樣的現象呢？

我們可以看到金屬板上的隨機撒上的米粒，被有規律地排列起來了，是不是很神奇？

這個現象我們把它稱為Chladni圖形，

這個現象最初是被一個叫做Ernst Chladni的人發現的，

Ernst Florens Friedrich Chladni Chladni

1787年Chladni發現了這一現象，在試驗中拉弓時將手放在不同的位置可以激發不同的振動模式。

吉他背板上的不同Chladni圖像

但是，他並沒有解釋出這個現象背後蘊含的數學原理。

而這個叫做Sophie Germain的人，做了很多的研究去解釋這一現象。

Sophie Germain

但是很不幸，她在世的時候，她在數學方面的成就並沒有得到世人的認可，

因為這位叫做Guass的數學家的堅持，才使得Sophie獲得了一些名譽。

Guass（Carl Friedrich Gauss）

要解釋這背後蘊含的數學原理，要從波動力學（wave dynamics）開始說起，這是一門幾乎滲透到了很多物理學科中的科學，

解釋Chladni圖像的公式在這裡：

把這個公式放進excel表裡，並將它作為三維立體圖進行繪製，我們可以看到這樣的圖像：

將其變為動態的動畫，我們就可以看到當用弓「拉動」金屬板的時候，這個板變化的規律了（至少是在剛才這次「拉弓」中變化的規律）：

從這個動畫里我們可以看到，處於動畫里動的位置的米粒，向一直往不動的位置移動，直到米粒被抖動到不動的位置時，才停止

所以我們可以說，金屬板上米粒的位置，其實是代表了金屬板上不震動的部分。

我們再來看看不同的可能：

大家注意看實驗者手放置的位置有所不同：

是不是很神奇？

你也可以自己在家試試哦，不過，小米粒記得要生的，別問我問什麼。

https://www.youtube.com/watch?v=CR_XL192wXw

https://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Chladni

https://en.wikipedia.org/wiki/Sophie_Germain

https://en.wikipedia.org/wiki/Carl_Friedrich_Gauss

William Henry Stone (1879) Elementary Lessons on Sound, Macmillan and Co., London, p. 26, fig. 12 on Google Books

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