¿Cuál es la física detrás de la cimática?

Primero tuve que buscar “cymatics” – el estudio de superficies vibrantes (generalmente frecuencia de audio) por visualización directa. Extienda el polvo en una placa de metal y llévelo con ondas de sonido; puede ver cómo se forman los patrones de onda en el polvo. Recuerdo un episodio de PBS Nova hace algunos años, en el que los fabricantes de violines maestros utilizaron este método para visualizar las vibraciones en madera delgada.

Cualquier sistema físico vibrante se caracteriza por los llamados modos normales, que son las distintas formas en que puede vibrar (moverse sinusoidalmente en un movimiento armónico simple) en alguna frecuencia fundamental, junto con los armónicos de estos modos que representan familias enteras de patrones vibracionales en múltiplos matemáticos de Cada frecuencia fundamental. Debido a que las ondas se superponen, se pueden construir patrones complejos a partir de estos componentes simples.

Las vibraciones se modelan como ondas estacionarias. Cada onda tiene regiones de desplazamiento máximo en una amplitud determinada y regiones de desplazamiento mínimo (idealmente cero) denominadas nodos. Piense en una cuerda vibrante estirada entre dos puntos. Cada extremo de la cadena es un nodo, y varios armónicos producirán otros nodos espaciados uniformemente a lo largo de la longitud entre los extremos.

Cuando esparza material suelto en una placa vibrante, el material tenderá a acumularse en los nodos, ya que las regiones de máximo desplazamiento (a veces llamadas antinodos) vibrarán lejos de su material de cobertura hacia los nodos cercanos. Se puede revelar cierta sensación de amplitud relativa en cuanto a la densidad del material restante en varios puntos.