2011年1月19日 星期三

上帝的抽象畫─克拉尼圖形

上帝的抽象畫─克拉尼圖形
一、前言
每年暑假總會抽空到台北科教館走走,雖然已經參觀過好幾次了,但不同的
心境、不同的生活經驗,每次總會有新的收穫!
在展場五樓有一個叫做「克尼拉圖形」的展品,根據簡介的說明;所謂克尼
拉圖形是使一定大小的板面產生振動時,由於板面邊緣有波的反射,因而產生駐
波,形成不振動的「波節」與激烈振動的「波腹」。由於是平面振動,所以波節
排列在曲線上,形成複雜的模樣。在振動狀態的板面上撒上細砂,則細砂會聚集
在一振動的波節線上。而所產生的模樣,依研究者的名字,取名為「克拉尼圖形」。
那美麗的共振圖形,相信只要看過的人都會留下深刻的印象。隨著金屬板振
動頻率的改變,上面的細沙隨之翩翩起舞,排成令人驚訝的幾何圖案。每次在這
個有趣的展品前總聚集了許多好奇的小朋友,雖然不懂是什麼原因讓沙子可以這
樣乖乖聽話,卻已經被這個奇妙的自然現象所深深吸引。
我們只要利用木槌敲擊或弓繩拉鋸金屬板邊緣,就可以產生不同的頻率,圖
案也隨之改變。不過根據筆者的經驗,如果要在同一個金屬板上做出三種以上的
圖形﹝頻率﹞,就需要一些功力和運氣了!
如何可以 DIY 在課堂上就做出如此神奇的克尼拉圖形,最好還可以簡單地
改變共振的頻率,更重要的是~~~~還要省錢!這個念頭在筆者心中盤旋了好幾
年,經過無數次的測試之後,雖不完美,但卻以最簡單的器材成功完成了這個「上
帝的抽象畫」!在此願與各位先進與同學們一同分享,並期望能激起更多的火花。
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