Dies ist, warum Sie manchmal bekommen Chatter in Ihre tibetische Klangschale


Tibetischen Klangschalen sind bekannt für ihre beruhigenden in harmonischen Tönen, ideal für Meditation. Aber sie können auch produzieren "Geschwätz", eine Art klopfen. Eine Gruppe von Florida Studenten denken, dass sie herausgefunden haben, warum dies geschieht.

Klangschalen werden in der Regel aus Bronze Metall-Legierungen, mit Cooper, Zin, Zink, Silber, Nickel, Gold und anderen gemeinsamen Metallen hergestellt. Sie sind durch Anschlagen der Felgenhorns mit einem speziellen gepolsterten Hammer eine Puja (in der Regel in Leder gehüllt) genannt, oder leichtes Reiben den Hammer um die Schüssel-Rand gespielt.

Die Wirkung ist die gleiche wie die sanften Töne produziert durch Reiben einen angefeuchteten Finger um den Rand eines Weinglases. Es soll ein Phänomen namens Resonanzfrequenz: Wenn alle klingen in Phase mit der Eigenfrequenz eines Objekts zu vibrieren beginnt. bei einem Glas Wein oder eine Schüssel geben erhalten Sie die beruhigende in harmonischen Tönen. Die Klangschalen haben relativ kleine Resonanzfrequenzen, so ist es einfacher, die Töne als mit einem Glas Wein zu produzieren.

Diese ungewöhnliche akustische Eigenschaften haben Forscher lange interessiert, vor allem, weil es ein guter Weg, um flüssige Interaktionen mit festen Materialien zu untersuchen – etwas von Interesse für Ingenieure entwerfen, z. B. Brücken und Gebäude, die standhalten können hoch-Kraft Winde. (Der berüchtigte Zusammenbruch der Tacoma Narrows Bridge (aka "Galloping Gertie") im Jahr 1940 ist ein klassisches Beispiel für die Macht der Resonanzen.)

Im Jahr 2011 studierte MIT-Forscher wie tibetischen Klangschalen mit Wasser gefüllt stark genug mitschwingen könnte um Tröpfchen von der Wasseroberfläche zu treiben. Diese Resonanzen leicht ändern Sie die Form der Schüssel, und die Energie aus dieser Formwandler erzeugt so genannte "Faraday Wellen" im Wasser innerhalb. Schließlich werden die resonante Wirkung so stark, dass Sie Wellen und prickelnden Tropfen brechen bekommen. Schauen Sie es sich in dem Video unten:

Das Phänomen der "Chatter" im Himalaya Klangschalen ist ein wenig anders. "Die Puja bewegt sich um den Rand der Schale, schaltet es sehr schnell zwischen Strumpf, und dabei auf das Metall, die"Slip-Stick-Bewegung"genannt wird," Co-Autor Chloe Keefer, Student am Rollins College in Florida, sagte in einer Pressemitteilung. Ähnliche Bewegung zeigt sich in anderen Instrumenten, einschließlich Geigen und Celli, aber wenig erforscht das Phänomen in Klangschalen.

Keefer und ihre Kollegen Undergrads – Teil eines speziellen Programms am RollinsCollege mit Schwerpunkt auf original Bachelor Forschung über die Physik der Musikinstrumente – dargelegt, dass Aufsicht zu korrigieren. Sie verwendet ein Laser-Doppler-Vibrometer, die Oberfläche Schwingungen zu messen, ohne die Kontaktaufnahme mit der Schale, mit Schwerpunkt auf mehrere Punkte am inneren Rand, kombiniert mit einer hohen gekrönt Visualisierungstechnik in der Lage, der Aufnahme von Bildern mit 10.000 Bildern pro Sekunde, Bild von diesen Schwingungen.

Sie suchten speziell für die Position eines Punkts von Null Vibration, bekannt als "Knoten", auf der Schüssel. Es war nicht, wo sie dachten, es wäre.

"Menschen die Puja liegen auf den Knoten von der Schüssel schwingende Bewegung erwarten würde, aber in der Tat nicht," sagte Keefer. Stattdessen zeigte ihre Analyse, dass es innerhalb von ein paar Millimeter von der Puja fällt. Wenn jemand die Puja Rand der Schüssel zu spielen bewegt, folgt der Knoten gleich dahinter. Erhöhen Sie die Drehzahl der Puma, und Sie erhöhen die Amplitude (Stärke oder Lautstärke) der die Schwingungen der Felge.

Und sobald diese Schwingungs Amplitude groß genug bekommt, es klopft die Puja aus der Schüssel, ein bisschen wie die springenden Wassertröpfchen in den Experimenten 2011 produziert. Voila! Sie erhalten Geschwätz.

Ihre Studie ist nicht völlig akademisch. Die Messungen könnten eines Tages als nützlich erweisen, zum besseren Verständnis der Mechanik des wie Ihr Auto Bremsen quietschen, mit einem Auge in Richtung reduzieren solche unerwünschte Geräusche.

In der Zwischenzeit weiterhin die Rollins Studenten ihre Ermittlungen in der Physik der Klaviersaite, Klarinette Schilf, Blechblasinstrumente und Klangschalen.

[Via Acoustical Society of America]

Referenzen:

Faraday, Michael. (1831) "auf eine besondere Klasse von akustischen Zahlen; und auf bestimmte Formen angenommen von einer Gruppe von Teilchen auf vibrierenden elastische Oberflächen" Philosophical Transactions der Royal Society (London) 121:299-318. [Anhang]

Keefer, Chloe und Moore, Thomas R. (2015) "die Ätiologie der Chatter in der Himalaya-Klangschalen" Papier 4aMU 7, 170. Sitzung der Acoustical Society of America.

Terwagne, Denis und Busch, W.M. John (2011) "tibetischen Klangschalen," Nichtlinearität 24: R51.

Bild oben: Rin Gong in Kyoto, Japan. Bildnachweis: Michael Maggs/Wikimedia Commons. Bilder unten: C. Keefer und S. Collin/Rollins.

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