Ερνστ Κλάντνι

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Ερνστ Κλάντνι
Echladni.jpg
Ερνστ Κλάντνι
Γέννηση 30 Νοεμβρίου 1756
Βιτεμβέργη, Εκλεκτοράτο της Σαξονίας στην Αγία Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία
Θάνατος 3 Απριλίου 1827 (70 ετών)
Βρότσλαβ, Επαρχία Σιλεσίας στο Βασίλειο της Πρωσίας, μέρος της Γερμανικής Συνομοσπονδίας
Εθνικότητα Γερμανός
Υπηκοότητα Γερμανία, Αγία Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία και Βασίλειο της Πρωσίας
Σπουδές Πανεπιστήμιο της Λειψίας
Γνωστός για
Επιστημονική σταδιοδρομία
Ερευνητικός τομέας Φυσική
Ιδιότητα φυσικός και αστρονόμος
Commons page Σχετικά πολυμέσα

Ο Ερνστ Φλόρενς Φρίντριχ Κλάντνι (Γερμανικά: [[[Βοήθεια:Οδηγός προφοράς IPA|[ˈɛʁnst ˈfloːʁɛns ˈfʁiːdʁɪç ˈkladnɪ]]]], 30 Νοεμβρίου 1756 – 3 Απριλίου 1827) ήταν γερμανός φυσικός και μουσικός. Το πιο σημαντικό έργο, για το οποίο μερικές φορές αναφέρεται ως "ο πατέρας της ακουστικής", περιλαμβάνει έρευνα για τη δόνηση πιάτων και ο υπολογισμός της ταχύτητας του ήχου για διάφορα αέρια.[1] επίσης, ανέλαβε και πρωτοποριακό έργο στη μελέτη των μετεωριτών και θεωρείται από κάποιους ως ο πατέρας της μετεωριτικής επιστήμης.[2]

Πρώιμος βίος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αν και ο Κλάντνι γεννήθηκε στο Βίτενμπεργκ της Σαξονίας, η οικογένειά του κατάγεται από την Κρέμνιτσα, τμήμα την εποχή εκείνη του Βασιλείου της Ουγγαρίας και σήμερα μια πόλη με ορυχεία στην κεντρική Σλοβακία. Ο Κλάντνι συνεπώς, έχει εντοπιστεί ως Γερμανός,[3][4] Ούγγρος[5] και Σλοβάκος.

 Ο Κλάντνι προέρχεται από μια οικογένεια ακαδημαϊκών και μορφωμένων ανθρώπων. Ο προπάππους του Κλάντνι, ο Λουθηρανόςκληρικός Γκεόργκ Κλάντνι (1637-92) εγκατέλειψε την Κρέμνιτσα το 1673 κατά την Αντιμεταρρύθμιση. Ο παππούς του Κλάντνι, ο Μάρτιν Κλάντνι (1669-1725), ήταν επίσης ένας Λουθηρανός θεολόγος και το 1710, έγινε καθηγητής της θεολογίας στο Πανεπιστήμιο της Βιτεμβέργης. Ήταν κοσμήτορας της θεολογικής σχολής στο 1720-1721 και αργότερα έγινε ο πρύτανης του πανεπιστημίου  .Ο θείος του Κλάντνι, Γιούστους Γκέοργκ Κλάντνι (1701-1765), ήταν καθηγητής νομικής στο πανεπιστήμιο.[εκκρεμεί παραπομπή] Ένας άλλος θείος του, ο Γιόχαν Μάρτιν Κλάντνι (1710-1759), ήταν ένας θεολόγος, ιστορικός και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Ερλάνγκεν και το Πανεπιστήμιο της Λειψίας.

Η μέθοδος δημιουργίας στοιχείων Κλάντνι

Ο πατέρας του Κλάντνι, Ερνστ Μάρτιν Κλάντνι (1715-1782), ήταν καθηγητής και πρύτανης του Πανεπιστημίου της Βιτεμβέργης. Προσχώρησε στη νομική σχολή το 1746.[εκκρεμεί παραπομπή]Η μητέρα του Κλάντνι ήταν η Ιωάννα Σοφία και ήταν μοναχοπαίδι.[6] Ο πατέρας του διαφωνούσε με το γιο του αναφορικά με το ενδιαφέρον του για την επιστήμη και επέμεινε ότι ο Κλάντνι έπρεπε να γίνει δικηγόρος.

Καριέρα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο Κλάντνι σπούδασε νομικά και φιλοσοφία στη Βιτεμβέργη και τη Λειψία, αποκτώντας πτυχίο νομικής από το Πανεπιστήμιο της Λειψίας το 1782. Την ίδια χρονιά, ο πατέρας του πέθανε και ο ίδιος μεταστράφηκε στη φυσική πιο σοβαρά.[7][8]

 Στοιχεία Κλάντνι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Chladni μοτίβα σε οπίσθιο καπάκι κιθάρας 
Σχήμα Κλάντνι σε ένα ορθογώνιο πιάτο που υποστηρίζονται στο κέντρο
Μια άλλη λειτουργία από το ίδιο πιάτο

Ένα από πιο γνωστά επιτεύγματα του Κλάντνι ήταν να εφεύρει μια τεχνική για να δείξει τις διάφορες λειτουργίες της δόνησης σε μια άκαμπτη επιφάνεια. Όταν αντηχεί, ένα πιάτο ή μεμβράνη διαιρείται σε περιοχές που δονούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις, που οριοθετούνται από τις γραμμές όπου δε παρατηρείται καμία δόνηση (κομβικές γραμμές). Ο Κλάντνι επανέλαβε τα πρωτοπόρα πειράματα του Ρόμπερτ Χουκ που στις 8 Ιουλίου 1680 παρατήρησε τα κομβικά μοτίβα που σχετίζονται με τις δονήσεις των γυάλινων πλακών. Ο Χουκ έσυρε ένα δοξάρι βιολιού κατά μήκος της άκρης μιας επίπεδης πλάκας καλυμμένης με αλεύρι και είδε τα κομβικά μοτίβα να αναδύονται.

Η τεχνική Κλάντνι, δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά το 1787 στο βιβλίο του Entdeckungen über die Theorie des Klanges ("Ανακαλύψεις στη Θεωρία του Ήχου"),αποτελείτο από το πίεση ενός δοξαριού βιολιού πάνω σε μια μεταλλική πλάκα, η επιφάνεια της οποίας ήταν ελαφρά καλυμμένη με άμμο. Το πιάτο ήταν πιέστηκε μέχρι να φτάσει στην αντήχηση, όπου η δόνηση προκαλούσε στην άμμο μετακίνηση και επικέντρωση κατά μήκος των κομβικών γραμμών, όπου η επιφάνεια παρέμενε ακίνητη παρά τη δόνηση, περιγράφοντας τις κομβικές γραμμές. Τα σχέδια που σχηματίζονται από τις γραμμές αυτές είναι ό,τι τώρα ονομάζονται "στοιχεία Κλάντνι". Παρόμοια κομβικά μοτίβα μπορεί  να συναντήσουμε επίσης στη συναρμολόγηση  υλικών σε μικροκλίμακα για κύματα Φάραντεϊ.[9]

Όταν ο Κλάντνι έδειξε την τεχνική του στο Παρίσι, ο Ναπολέων όρισε ένα βραβείο για την καλύτερη μαθηματική εξήγηση. Η απάντηση της Σοφί Ζερμαίν, αν και απερρίφθη λόγω κενών, ήταν η μόνη συμμετοχή με τη σωστή προσέγγιση.[10]

Παραλλαγές αυτής της τεχνικής εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως στο σχεδιασμό και την κατασκευή ακουστικών οργάνων όπως βιολιά, κιθάρες και τσέλο. Από τον 20ο αιώνα, είναι πιο κοινό να τοποθετείται ένα ηχείο που οδηγείται από ηλεκτρονική γεννήτρια σήματος πάνω ή κάτω από την πλάκα για να επιτευχθεί μια πιο ακριβής διευθετήσιμη συχνότητα.


Στην κβαντική μηχανική, τα στοιχεία Κλάντνι ("κομβικά μοτίβα") είναι γνωστό ότι σχετίζονται με τις λύσεις στην εξίσωση Σρέντιγκερ για ένα ηλεκτρόνιο άτομο, και τα μαθηματικά που τα περιγράφουν χρησιμοποιήθηκαν από τον Έρβιν Σρέντινγκερ για να φτάσετε στην κατανόηση των τροχειών των ηλεκτρονίων .[11]

Στοιχεία Κλάντνι
Chladni plate 24.jpg Chladni plate 23.jpg Chladni plate 16.jpg Chladni plate 25.jpg
Chladni plate 05.jpg Chladni plate 04.jpg Chladni plate 03.jpg Chladni plate 21.jpg
Chladni plate 12.jpg Chladni plate 15.jpg Chladni plate 14.jpg Chladni plate 11.jpg
Chladni plate 19.jpg Chladni plate 17.jpg Chladni plate 18.jpg Chladni plate 02.jpg
Chladni plate 22.jpg Chladni plate 26.jpg Chladni plate 27.jpg Chladni plate 20.jpg
Chladni plate 06.jpg Chladni plate 09.jpg Chladni plate 07.jpg Chladni plate 08.jpg

Μουσικά όργανα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από το 1738, ένα μουσικό όργανο που ονομάζεται Γκλάσπιλ ή βεριγιόν, δημιουργήθηκε από την πλήρωση  ποτηριών μπύρας με διαφορετικές ποσότητες νερού, υπήρξε δημοφιλές στην Ευρώπη.[12]Τα γυάλινα ποτήρια χτυπήθηκαν από ξύλινα σφυριά διαμορφωμένα σαν κουτάλια, για να παράγουν "εκκλησιαστική και άλλη ιερή μουσική". Ο Βενιαμίν Φραγκλίνος ήταν αρκετά εντυπωσιασμένος από την απόδοση του βεριγιόν, σε μια επίσκεψη στο Λονδίνο το 1757, που δημιούργησε το δικό του όργανο, την αρμόνικα, το 1762. Η αρμόνικα ενέπνευσε διάφορα άλλα μέσα, συμπεριλαμβανομένων και δύο που δημιουργήθηκαν από τον Κλάντνι. Το 1791, ο Κλάντνι εφηύρε το μουσικό όργανο που ονομάζεται εύφωνο (δεν πρέπει να συγχέεται με το όργανο ορείχαλκου ευφώνιο), που αποτελείται από γυάλινες ράβδους σε διαφορετικές θέσεις. Το εύφωνο είναι ο άμεσος πρόγονος του σύγχρονου μουσικού οργάνου γνωστό ως Κριστάλ Μπασέτ.[13] Ο Κλάντνι επίσης βελτίωσε και τον  "μουσικό κύλινδρο" του Χουκ για να παράγει ένα άλλο όργανο, το clavicylinder, το 1799.[14]

Ο Κλάντνι ταξίδεψε σε όλη την Ευρώπη με τα εργαλεία του, κάνοντας επιδείξεις.[15]

Όργανα Κλάντνι

Μετεωρίτες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το 1794, ο Κλάντνι εξέδωσε το βιβλίο "Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen" ("η Καταγωγή των Σιδηρών Μαζών που Βρέθηκαν από τον Πάλλας" και κάποια συνοδευτικά με αυτές , και σε Ορισμένα που Σχετίζονται με τα Φυσικά Φαινόμενα"), στο οποίο πρότεινε ότι οι μετεωρίτες έχουν εξωγήινη προέλευση.[16][17] Αυτή ήταν μια αμφιλεγόμενη δήλωση,[18] εκείνη την εποχή καθώς θεωρούσαν ότι οι μετεωρίτες είναι ηφαιστειακής προέλευσης. Αυτό το βιβλίο έκανε τον Κλάντνι έναν από τους ιδρυτές της σύγχρονης μετεωριτικής έρευνας.

Ο Κλάντνι αρχικά γελοιοποιήθηκε για τους ισχυρισμούς του, αλλά τα γραπτά του πυροδότησαν μια περιέργεια που είχε σαν αποτέλεσμα τελικά την υποστήριξη της θεωρίας του από τους περισσότερους ερευνητές. Το 1795, ένας μεγάλος πετρώδης μετεωρίτης που παρατηρήθηκε κατά την πτώση του στη Γη, σε ένα εξοχικό σπίτι κοντά στο Ουόλντ Νιούτον στο Γιορκσάιρ της Αγγλίας και ένα κομμάτι που βρέθηκε είναι γνωστός ως μετεωρίτης του Εξοχικού Ουόλντ. Δόθηκε στο Βρετανό χημικό Έντουαρντ Χάουαρντ ο οποίος μαζί με τον γάλλο μεταλλειολόγο Ζακ ντε Μπουρνόν ανέλυσαν προσεκτικά τη σύνθεση και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η εξωγήινη καταγωγή του ήταν πιθανή.[19] Το 1803 ο Γάλλος Υπουργός Εσωτερικών ανέθεσε στον φυσικό και αστρονόμο Ζαν-Μπατίστ Μπιό έλαβε την εργασία διερεύνησης μιας "βροχής μετεωριτών πάνω από το Λ'Εγκλ" στη βόρεια Γαλλία, γεμίζοντας τη πόλη με χιλιάδες θραύσματα μετεωρίτη Σε αντίθεση με τον Κλάντνι το βιβλίο και η επιστημονική δημοσίευση από τους Χάουαρντ και ντε Μπουρνόν, η ζωντανή αναφορά του Μπιό τον έκανε δημοφιλή και έπεισε περισσότερους ανθρώπους να λάβουν τις ιδέες το Κλάντνι στα σοβαρά.

Ένα ορυκτό που περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1993 από το Κάρλτον (IIICD) ως σιδερένιος μετεωρίτης, ονομάστηκε κλαντνίτης προς τιμήν του.

Άλλες εργασίες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο Κλάντνι ανακάλυψε τον νόμο Κλάντνι, μια απλή αλγεβρική σχέση για την προσέγγιση των τρόπων συχνότητες των ελεύθερων ταλαντώσεων των πλακών και άλλων φορέων.[20]

Ο Κλάντνι εκτίμησε τη ταχύτητα του ήχου σε διαφορετικά αέρια, τοποθετώντας αυτά τα αέρια σε ένα όργανο με σωλήνες και μετρώντας τα χαρακτηριστικά των ήχων που προέκυπταν όταν ο σωλήνας έπαιζε.[21] Η εργασία θεμελίωσης της μέτρησης της ταχύτητας του ήχου στον αέρα είναι εκείνη που ξεκίνησε το 1635 ο Πιερ Γκασσεντί.[εκκρεμεί παραπομπή]

Θάνατος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο Κλάντνι πέθανε στις 3 Απριλίου 1827 στο Μπρέσλαου της Κάτω Σιλεσίας. Στη συνέχεια αποτέλεσε μέρος του Βασιλείου της Πρωσίας και σήμερα είναι η πόλη του Βρότσλαβ στη νοτιοδυτική Πολωνία.[22]

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Βιβλιογραφία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. «Whipple Collections: Ernst Chladni». University of Cambridge. Ανακτήθηκε στις 2010-02-27. 
  2. McCoy, T. J.; Steele, I. M.; Keil, K.; Leonard, B. F.; Endress, M.; Steele; Keil; Leonard; Endress (1993). «Chladniite: A New Mineral Honoring the Father of Meteoritics». Meteoritics 28 (3): 394. Bibcode1993Metic..28Q.394M. CS1 maint: Multiple names: authors list (link)
  3. "Ernst Florens Friedrich Chladni, or Ernst F. F. Chladni (German physicist)", Encyclopædia Britannica: Related Articles
  4. Ernst Florens Friedrich Chladni, German physicist, 1802 Image Preview, Science and Society Picture Library
  5. McLaughlin, Joyce (1998). «Good Vibrations». American Scientist 86 (4): 342. doi:10.1511/1998.4.342. Bibcode1998AmSci..86..342M. http://www.americanscientist.org/template/AssetDetail/assetid/15670;jsessionid=baa9...?fulltext=true. Ανακτήθηκε στις 2007-11-02. 
  6. Hockey, Thomas (2009). The Biographical Encyclopedia of Astronomers. Springer Publishing. ISBN 978-0-387-31022-0. http://www.springerreference.com/docs/html/chapterdbid/58280.html. Ανακτήθηκε στις August 22, 2012. 
  7. Daniel P McVeigh (2000). «Ernst Florens Friedrich Chladni». An Early History of the Telephone 1664-1865. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2013-03-07. 
  8. P. 101 Oxford Dictionary of Scientists – Oxford University Press – 1999
  9. P. Chen, Z. Luo, S. Guven, S. Tasoglu, A. Weng, A. V. Ganesan, U. Demirci, Advanced Materials 2014, 10.1002/adma.201402079. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201402079/abstract
  10. «Revolutionary Mathematician». San Diego Supercomputer Center. Ανακτήθηκε στις 16 March 2016. 
  11. J. Michael McBride, "Chladni Figures and One-Electron Atoms", Lecture #9, Freshman Organic Chemistry (CHEM 125) course, Open Yale Courses, Yale University, video recorded Fall 2008, accessed on YouTube, https://www.youtube.com/watch?v=5kYLE8GhAuE, 2016-06-05.
  12. The 1911 edition of the Encyclopædia Britannica credits Edward Delaval with inventing the verrillon.
  13. "Les Sculptures Sonores: The Sound Sculptures of Bernard and Francois Baschet" by Francois Baschet, Author(s) of Review: Rahma Khazam, Leonardo, Vol. 33, No. 4 (2000), pp. 336–337
  14. "Harmonica", Encyclopædia Britannica, Eleventh edition, 1911.
  15. "Life and work of E.F.F. Chladni", D. Ullmann1, The European Physical Journal – Special Topics, Springer, Berlin / Heidelberg, ISSN 1951-6355 (Print) ISSN 1951-6401 (Online), Issue Volume 145, Number 1, June 2007, doi:10.1140/epjst/e2007-00145-4, pp. 25–32
  16. Chladni, Ernst Florens Friedrich, Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen [On the origin of the iron masses found by Pallas and others similar to it, and on some natural phenomena associated with them] (Riga, Latvia: Johann Friedrich Hartknoch, 1794). Available on-line at: Saxon State and University Library at Dresden, Germany.
  17. McSween, Harry Y. (1999). Meteorites and Their Parent Planets (2. έκδοση). Cambridge [u.a.]: Cambridge University Press. ISBN 0-521-58303-9. 
  18. Williams, Henry Smith (1904). «5». A History of Science. 3. Harper, σελ. 168ff. ISBN 0-250-40142-8. https://books.google.com/?id=hNEFAAAAIAAJ&pg=PA168. 
  19. Howard, Edward (1802). «Experiments and observations on certain stony and metalline substances, which at different times are said to have fallen on the Earth; also on various kinds of native iron». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 92: 168–212. doi:10.1098/rstl.1802.0009. Bibcode1802RSPT...92..168H. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015034564248;view=1up;seq=190. 
  20. Kverno, Derek; Nolen, Jim. «History of Chladni's Law». Davidson College Physics Department. Ανακτήθηκε στις 2018-04-02. 
  21. Chladni, Ernst (1756–1827), Eric Weisstein's World of Scientific Biography.
  22. Musielak, Dora E. (2015-01-23). Prime Mystery: The Life and Mathematics of Sophie Germain. AuthorHouse, σελ. 52. ISBN 9781496965011. https://books.google.com/books?id=KTUEDAAAQBAJ&pg=PA52. Ανακτήθηκε στις 1 April 2018. 

Περαιτέρω ανάγνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Jackson, Myles W. (2006) Harmonious Triads: Physicists, Musicians, and Instrument Makers in Nineteenth-Century Germany (MIT Press). 
  • Marvin, Ursula B. (1996). "Ernst florens Friedrich Chladni (1756–1827) and the origins of modern meteorite research". Meteoritics. 31 (5): 545–588. Bibcode:1996M&PS...31..545M. doi:10.1111/j.1945-5100.1996.tb02031.x.
  • Rossing T. D. (1982) Chladni's Law for Vibrating Plates, American Journal of Physics 50, 271–274

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]