cymatics

釋義

cymatics是使聲音形象化的過程，

基本上藉由沙或水等媒介的振動來達成。

由來

它由對共振的觀察開始，由達文西、伽利略和英國科學家虎克，然後由克拉尼所進行。這種圖形是由德國物理學家克拉尼(Chladn)發現的，因而命名為克拉尼圖形。用來顯示克拉尼圖形的薄板就稱為克拉尼板。而下一位探索這個領域的是1970年代一位叫做Hans Jenny的紳士，cymatics這個名詞就是由他創造的。

早期是用弓弦摩擦克拉尼板的邊緣方法使板振動。現在使板振動的方法很多，用壓電陶瓷片使克拉尼板振動的方法就是其中的一種。

原理

駐波是由兩列傳播方向相反而振幅與頻率都相同的波疊加而成的。駐波有一維駐波、二維駐波等。按某些頻率激發弦樂器的弦線振動，弦線就會形成一維駐波。對於話筒的膜片、鑼鼓鼓面，它們形成的駐波分布在平面或曲面上，是二維駐波。把細沙撒在薄板上，當薄板振動時，薄板上的細沙就會顯示各種各樣的圖形，圖形隨振動頻率而變，

話筒的膜片等振動可以看成二維駐波，這些駐波分布在平面或曲面上。一塊四周固定的矩形板的振動是最簡單二維駐波，如圖2所示，它的波函式也可以表示為一位置函式 Ψ(x，y)與時間函式f（t）這兩部分的乘積。從x方向看，膜片的振動可以看成是許多平行於x軸的線條上的駐波聯結在一起；從y方向看，可以看成是許多平行於y軸的線條上的駐波聯結在一起；邊緣各點的振幅則均為零。總的振動位移可寫為

Z（x，y）=Ψ(x，y)sin2πνt = Csin2πk1xsin2πk2ysin2πνt
式中，C為常數，k1=l/λ1 = n1/2L1，k2= l/λ2=n1/2L2，n1和n2為整數。膜也有一系列本徵頻率，但與弦線的情況不同，它們不等於一個基頻的整數倍。膜的本徵頻率與邊界條件等許多因素有關，情況很複雜，不再展開論述。