ВОЛНЫ · ЭКСПЕРИМЕНТ 003
Фигуры Хладни
Меняйте частоту и наблюдайте, как песок собирается в узоры на вибрирующей пластине.
Ближайшая собственная частота (из 80 мод): —
Логарифмический перебор: 100–3000 Гц за 20 секунд. Остановите его, чтобы узор проявился.
20 000 — режим для мощных устройств; на телефоне начните с 2 500.
Попробуйте резонанс
Частоты мод, связанных с выбранным возбуждением. Дайте песку время собраться.
Как устроена модель
Пластина рассчитана по теории Кирхгофа — Лява методом Рэлея — Ритца со свободными внешними краями. При каждой частоте суммируются 80 мод с учётом амплитуды и фазы. Движущийся центр задаёт вертикальное перемещение; в режиме силы центр неподвижен и закреплён по наклонам. Это два разных способа закрепления.
Песок — качественная стохастическая модель: дрейф равен нулю, а случайные скачки (множитель шума 20) сильнее там, где выше энергия колебаний. В тихих областях движение замедляется, и песок накапливается. Столкновения и подскоки не рассчитываются. Амплитуда нормирована. Время перестройки песка не является физически откалиброванным. Это не прогноз реального опыта с точностью до герца.
Настройка частоты: 10–5000 Гц. Для квадрата и круга сравнение базисов 15 и 17 выполнено только до 1500 Гц: изменение собственных частот — до 1,5% при движущемся центре и до 5,3% при закреплённом. Для треугольника сходимость не подтверждена: высокие порядки чувствительны к плохой обусловленности матриц. Точность выше 1500 Гц и соответствие реальному эксперименту не проверены; текущий набор содержит 80 мод.
Видео об эксперименте
Фигуры Хладни
Посмотри короткое видео, а затем попробуй изменить параметры модели сам.
Смотреть на YouTube