这个视频里面是怎么弄的?有没有科学解释?

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7个答案
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fengfeixue0219植物分子生物学博士

2013-06-14 18:08

振动在一块金属板内震荡,颗粒显示的部位是驻波振动位移为0的位置。

示意图,蓝色显示传向边缘的振动,绿色表示从边缘反射回的振动,红色是两个振动的叠加。可以观察到红色的叠加振动在四个点上是没有位移的。视频中的小颗粒就集中在这个位置上。

分解图:(实际上两个波的方向和上面动图相反,但是不影响结论)


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中间那根棒子的振动以波的形式在板上传播,在边缘反射,最终形成比较稳定的驻波
白色的粉末/颗粒容易集中在那些振幅为0的点上,而这些点的分布与板的形状、材质以及振动频率有关
视频中通过改变振动频率来改变驻波场的分布,即白色颗粒显示的图案

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二维驻波。这种演示方法叫克拉尼图形(Chladni Pattern)。如果本科选修一个普通物理实验什么的,应该都有玩过这个吧...

http://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Chladni#Chladni_figures

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是二维平面驻波。
由于边界非光滑(有直角),导致波动方程的解很复杂,就会有多种模态。由于板基本上是对称的,所以有些解是对称的,比较漂亮,而有些解对边界比较敏感就会略有不对称。
有限元软件可以做模态分析,把板的几何参数和模量、密度、泊松比等力学参数输入后,就能计算出各阶模态的形状和频率,波节处的形状就是片中盐的形状,理论上是可以预言的。

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马褂力争成为天文老司机的中级厨师

2013-06-14 21:40

漂亮!以前只看过一维的驻波,这是二维的,不知道可不可以用透明的液体加悬浮颗粒来做个三维效果的!

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这个应该是平板的各阶模态图,每个沙粒聚集的地方都是振幅最小的地方

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感谢楼上各位的解答
讨厌视频中的配乐,无端制造神秘感,想说这现象很神奇,是上帝的杰作?

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