에른스트 클라드니

Ernst Chladni
"클라디니"가 여기로 방향을 바꾼다. 달 분화구는 클라드니(분화구)를 참조한다.
에른스트 클라드니
Echladni.jpg
에른스트 클라드니
태어난1756년 11월 30일 (1756-11-30)
비텐베르크, 작센 주
(현재 독일 작센안할트 주 비텐베르크)
죽은1827년 4월 3일 (1827-04-04) (70세)
브레슬라우, 프로이센, 독일 연방
(현재 Wroclaw, 폴란드)
국적독일어
로 알려져 있다.
과학 경력
필드물리학

에른스트 플로렌스 프리드리히 클라드니(영국: /ˈklædni/, 미국: /ˈklɑdni/, 독일어: [ɛʁnst ˈfloːdɛns ˈfʁdnss fkladniçs; 1756년 11월 30일 ~ 1827년 4월 3일)는 독일의 물리학자 및 음악가였다. 때때로 음향학의 아버지라는 꼬리표가 붙는 그의 가장 중요한 연구에는 진동판에 대한 연구와 다른 가스의 음속 계산이 포함되어 있었다.[1] 그는 또한 운석 연구에 있어서 선구적인 일을 하였고 몇몇 사람들에게 운석의 아버지로 여겨지고 있다.[2]

초년기

클라드니는 작센의 비텐베르크에서 태어났지만 그의 가족은 당시 헝가리 왕국의 일부였고 오늘날 슬로바키아 중심부의 광산촌인 크렘니카에서 유래했다. 따라서 클라드니는 독일인,[3][4] 헝가리인[5], 슬로바키아인으로 확인되었다.[6]

에른스트 클라드니의 할아버지 마틴 클라드니

클라드니는 학문과 학식이 있는 집안 출신이다. 클라드니의 증조부인 루터교 성직자 게오르크 클라드니(1637~1692)는 1673년 반개혁 때 크렘니카를 떠났다. 클라드니의 할아버지 마틴 클라드니(1669–1725)도 루터 신학자였고, 1710년 비텐베르크 대학교의 신학 교수가 되었다. 그는 1720–1721년에 신학부 학장을 지냈고 후에 그 대학의 교장이 되었다. 클라드니의 삼촌인 저스투스 게오르크 클라드니 (1701–1765)는 이 대학의 법학 교수였다.[citation needed] 또 다른 삼촌인 요한 마틴 클라드니(1710–1759)는 신학자, 역사학자, 에를랑겐 대학과 라이프치히 대학의 교수였다.

클라드니의 클라드니 인물 생성법

클라드니의 아버지 에른스트 마틴 클라드니(1715–1782)는 비텐베르크 대학의 법학과 교수 겸 교장이었다. 그는 1746년에 그곳의 법학부에 합류했다.[citation needed] 클라드니의 어머니는 요한나 소피아였고 그는 외동딸이었다.[7] 그의 아버지는 아들의 과학에 대한 관심을 못마땅하게 여겨 클라드니가 변호사가 될 것을 주장했다.[6][8][9]

경력

클라드니는 비텐베르크와 라이프치히에서 법과 철학을 공부했고, 1782년 라이프치히 대학에서 법학 학위를 받았다. 같은 해 아버지가 돌아가시고 본격적으로 물리학에 눈을 돌렸다.[8][9] 그는 1783년부터 1792년까지 비텐베르크 대학에서 법, 수학, 자연과학에 관한 강의를 했다. 이 기간 동안, 그는 음향에 대한 첫 실험을 시작했다.[6]

클라드니 숫자

기타 백플레이트의 클라드니 패턴
가운데로 지지되는 직사각형 플레이트의 클라디 형상
동일한 플레이트의 다른 모드

클라드니의 가장 잘 알려진 업적 중 하나는 다양한 모드에 의해 생성되는 다양한 모양이나 패턴으로 인해 클라드니 형상 또는 클라드니 패턴으로 알려진 단단한 표면에 다양한 진동 모드를 보여주는 기법을 고안한 것이다. 공진할 때 판이나 막은 진동이 발생하지 않는 선(노달 선)에 의해 경계를 이루며 반대 방향으로 진동하는 영역으로 나뉜다. 클라드니는 1680년 7월 8일 유리판의 진동과 관련된 결절 패턴을 관찰한 로버트 후크의 선구적인 실험을 반복했다. 후크는 밀가루로 덮인 접시 가장자리를 따라 바이올린 활을 달리며 목덜미 무늬가 나타나는 것을 보았다.[10][8][9][11]

1787년에 그의 저서 Entdeeckungen über die Theory des Klanges ("소리의 이론에서의 발견")에서 처음 출판된 클라드니의 기술은 표면이 모래로 가볍게 덮여 있는 금속 조각 위에 활을 그리는 것으로 구성되었다. 판은 공명에 이를 때까지 절을 했는데, 이때 진동으로 인해 모래가 움직이며 표면이 정지해 있는 결절선을 따라 집중되어 결절선을 그렸다. 이 선들에 의해 형성된 무늬는 현재 클라드니 형상이라고 불리는 것이다. 패러데이 파도에 마이크로스케일 소재를 조립해 비슷한 결절 패턴을 발견할 수도 있다.[12]

클라드니는 1808년 파리 아카데미를 방문하여 프랑스의 주요 과학자들뿐만 아니라 나폴레옹도 포함된 청중들 앞에서 진동 패턴을 시연했다. 나폴레옹은 최고의 수학 설명에 상을 수여했다. 소피 제르맹의 대답은 결함으로 인해 거부되었지만 올바른 접근법을 가진 유일한 항목이었다.[13]

이 기법의 변형들은 여전히 바이올린, 기타, 첼로와 같은 음향 기구의 설계와 시공에 흔히 사용된다. 20세기 이후 전자 신호 발생기에 의해 구동되는 확성기를 플레이트 위나 아래에 배치하여 보다 정확한 조정 주파수를 달성하는 것이 일반화되었다.

양자역학에서 클라드니 수치("nodal pattern")는 슈뢰딩거 방정식의 해법과 관련이 있는 것으로 알려져 있으며, 이를 기술하는 수학은 에르윈 슈뢰딩거가 전자 궤도의 이해에 도달하기 위해 사용했다.[14]

클라드니 숫자
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쇄설기

악기

적어도 1738년부터 맥주잔에 다양한 양의 물을 채워 만든 글래스피엘 또는 베릴론이라는 악기가 유럽에서 인기를 끌었다.[15] 맥주잔에는 숟가락 모양의 나무 망아지가 부딪혀 '교회 등 엄숙한 음악'[16]을 연출했다. 벤자민 프랭클린은 1757년 런던을 방문했을 때 베릴론 연주에 충분히 감명을 받아 1762년 자신의 악기인 유리 아르모니카를 만들었다. 프랭클린의 아르모니카는 클라드니가 만든 두 개의 악기를 포함하여 몇 개의 다른 악기에 영감을 주었다. 1791년 클라드니는 서로 다른 투구의 유리 막대로 구성된 유폰(황동 악기 유폰과 혼동하지 말 것)이라는 악기를 발명했다. 클라드니의 유폰은 크리스탈 바셰트로 알려진 현대 악기의 직접적인 조상이다.[17] 클라드니는 또한 후크의 "뮤지컬 실린더"를 개량하여 1799년에 또 다른 악기인 쇄실린더를 제작하였다.[8][9][16]

Chladni는 그의 악기를 가지고 유럽 전역을 여행했다.[6]

활판 악기 - 클라드니
직사각형
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직사각형
직사각형
직사각형
직사각형
삼각형의
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팔각형의
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원반
팔각형의
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삼각형의
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오각형의
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암호문
암호문
정사각형의
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정사각형의
정사각형의
오각형의
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기상학 기여도

클라드니는 1791년 11월 리히텐베르크가 게팅겐 하늘에서 본 것으로 추정되는 불덩어리에 대해 게오르크 크리스토프 리히텐베르크와 나눈 대화 이후 운석에 관심을 갖게 되었다. 이 보고서에서 영감을 받아 클라드니는 유사한 현상에 대한 보고서뿐만 아니라 지난 세기에 유럽과 북미 전역의 다른 질량 감소에 대한 보고서를 연구했다. 그는 이러한 목격들 사이의 균일성을 바탕으로 불덩어리나 질량이 떨어지는 현상은 반드시 진품이어야 한다고 결론지었다.[18]

This led him to publish 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 Associated Natural Phenomena") in 1794. 이 책에서 그는 운석이 외계로부터 유래했다고 제안했다.[19][20] 그는 이것이 낙하하는 질량의 빠른 속도를 설명할 뿐만 아니라 질량을 불덩이와 연결시킬 것이라고 주장했다; 그것들은 지구의 대기로 들어갈 때 강렬한 빛을 발한다. 그는 이 운석들이 더 큰 질량의 형성에 있어 통합된 적이 없는 물질 덩어리이거나 행성의 형성과 파괴에 따른 파편이라고 가설을 세웠다.[18] 운석이 화산의 기원으로 여겨졌기 때문에,[21] 이것은 그 당시 논란이 되는 진술이었다. 게다가, 그의 주장은 다른 별과 행성을 제외하고는 달 너머에는 아무것도 존재하지 않는다는 기존의 믿음에 도전했다. 실제로, 이러한 우주의 공허함이 어린 시절 클라드니가 현재 소행성 벨트가 존재하는 것으로 알려진 화성과 목성 사이의 비교적 큰 거리에 대해 알게 되었을 때 매혹되었다. 이 관찰은 운석의 기원에 대한 그의 설명에 반영되었다.[18]

클라드니의 책은 처음에 리히텐베르크 등 현대 물리학자들에게 조롱을 받았다.[22] 그럼에도 불구하고, 그의 글들은 호기심을 불러일으켰고, 결국 그의 이론을 지지하는 더 많은 연구자들이 생기게 되었다. 1795년, 영국 요크셔의 월드 뉴턴 근처의 오두막집에서 지구에 떨어지는 동안 커다란 돌로 된 운석이 관찰되었고, 그 중 일부는 프랑스의 광물학자 자크 드 부르논과 함께 그 성분을 면밀히 분석한 결과 치외계인이라는 결론을 내린 영국의 화학자 에드워드 하워드에게 주어졌다.이 샘플이 이탈리아 시에나의 초기 유성우에서 나온 운석 샘플과 매우 유사하다는 것을 지적하면서, Strial 기원은 아마도 있을 것이다.[23] 비록 그 사건이 베수비오 산의 폭발로 인한 것이었지만, 헤클라에서 가장 가까운 곳인 월드 뉴턴의 같은 범위 내에 비슷한 화산이 존재하지 않았다.[22][23] 1803년 물리학자 겸 천문학자 장 침례르트 비오트는 프랑스 내무부 장관으로부터 운석 파편 수천 개를 싣고 마을을 뒤덮은 프랑스 북부의 라아이글 상공에 유성우를 조사하라는 의뢰를 받았다.[24][8][9] 클라드니의 책과 하워드, 드 부르논의 과학적인 출판과는 달리, 비오트의 활기찬 보도는 인기를 끌었고 더 많은 사람들을 클라드니의 통찰력을 진지하게 받아들이도록 설득했다.[20]

클라드니의 통찰력으로 인해 현장에서는 그를 "기성의 아버지"라고 부르기도 했고, 클라드니가 현장에 기여한 것에 대한 그들의 평가에 대해 더 보수적이기도 했다.[18]

클라드니는 운석 샘플을 수집하는 것뿐만 아니라 다음 수십 년 동안 운석 목격에 대한 그의 기록을 계속 개발했다. 그는 1827년 베를린 대학의 광물학 박물관에 이 소장품을 기증했고, 현재는 베를린 훔볼트 대학의 자연사 박물관에 소장하고 있다.[25][26]

1993년 칼튼(IIICD) 철 운석으로부터 처음 묘사된 광물은 그를 기리기 위해 클라디테로 명명되었다.[2][27]

기타작업

클라드니는 클라드니의 법칙을 발견했는데, 이는 판과 다른 신체의 자유 진동수의 모달 주파수를 근사하게 하기 위한 단순한 대수적 관계다.[28]

Chladni는 여러 기체의 음속도를 측정하여 그 가스를 오르간 파이프에 넣고 파이프를 재생할 때 나타나는 소리의 특성을 측정했다.[29] 이것은 1635년에 피에르 가센디가 시작했던 공기의 음속 측정에 기초하여 만들어졌다.[citation needed]

죽음

클라드니는 1827년 4월 3일 당시 프로이센 왕국의 일부였고 오늘날 폴란드 남서부의 브록와프시에서 사망했다.[30]

참고 문헌 목록

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  • Beitrége jur praktischen Akustik und jur Lehre가 Instrumentbau, Leipzig 1821 () OCLC457664981).
  • 라이프치히/리가 1794년 하티트러스트 디지털 도서관의 Uber den Ursprung der von Palas gefunden under and lererer Ihr anhnlicher Eisenmassen.
  • 1820년 빈의 우베르 페에르메테오레
  • 1824년, 라이프치히의 헤르보르브링궁 데르 멘슐리헨 스프래클라우테를 죽인다.
  • 쿠르제 우베르시히트 데르 샬 운트 클랑게흐레, 네브스트 에인넴 앙한게 다 죽다 엔트위켈룽 운트 아노르드응 데르 톤베르헐트니스스 베트레펜드, 1827년 마인츠.

참고 항목

참조

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  3. ^ "에른스트 플로렌스 프리드리히 클라드니, 또는 에른스트 F. F. 클라드니(독일 물리학자), 브리태니커 백과사전: 관련 기사
  4. ^ 에른스트 플로렌스 프리드리히 클라드니(Ernst Florns Friedrich Chladni) 독일 물리학자, 1802 이미지 프리뷰, 과학과 사회 그림 도서관
  5. ^ McLaughlin, Joyce (1998). "Good Vibrations". American Scientist. 86 (4): 342. Bibcode:1998AmSci..86..342M. doi:10.1511/1998.4.342. Archived from the original on 2008-01-23. Retrieved 2007-11-02.
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  9. ^ a b c d e P. 101 옥스퍼드 과학사전 – 옥스퍼드 대학 출판부 – 1999
  10. ^ Hooke, Robert (1935). Robinson, Henry W.; Adams, Walter (eds.). The Diary of Robert Hooke, M.A., M.D., F.R.S., 1672–1680 …. London, England: Taylor & Francis. p. 448.
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  12. ^ P. Chen, Z. Luo, S. Guben, S. 타소글루 A. Weng, A. V. Ganesan, U. Demirci, Advanced Materials 2014, 10.1002/adma.201402079. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201402079/abstract
  13. ^ "Revolutionary Mathematician". San Diego Supercomputer Center. Retrieved 16 March 2016.
  14. ^ J. Michael McBride, "Chladni Figures and One-Electron Atoms", 강의 #9, 신입생 유기화학(CHEM 125) 과정, 오픈 예일대 과정, 2008년 가을 녹화된 비디오는 유튜브 https://www.youtube.com/watch?v=5kYLE8GhAuE,에서 접속했다.
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  16. ^ a b Schlesinger, Kathleen (1911). "Harmonica" . In Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica. Vol. 12 (11th ed.). Cambridge University Press. p. 956.
  17. ^ "레 조각 소노레스: 리뷰의 저자 Francois Baschet의 "Bernard와 Francois Baschet의 소리 조각상": 라흐마 카잠, 레오나르도, 제33권, 제4권(2000), 페이지 336–337
  18. ^ a b c d Marvin, Ursula B. (1996). "Ernst Florens Friedrich Chladni (1756–1827) and the origins of modern meteorite research". Meteoritics & Planetary Science. 31 (5): 545–588. doi:10.1111/j.1945-5100.1996.tb02031.x. ISSN 1945-5100.
  19. ^ 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: 요한 프리드리히 하트크노치, 1794년). 온라인 이용 가능: 독일 드레스덴의 색슨 주 및 대학교 도서관.
  20. ^ a b McSween, Harry Y. (1999). Meteorites and Their Parent Planets (2nd ed.). Cambridge [u.a.]: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-58303-9.
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    • Biot, J.-B. (1803). "Relation d'un voyage fait dans le département de l'Orne pour constater la réalité d'un météore observé à l'Aigle le 6 floréal an XI" [Account of a trip made in the department of Orne to note the reality of a meteor observed at l'Aigle on 6 Floréal year XI]. Mémoires de la Classe des Sciences Mathématiques et Physiques de l'Institut National de France (in French). 7: 224–265.
    • 팜플렛으로 재인쇄:
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  27. ^ McCoy, T.J.; Steele, I.M.; Keil, K.; Leonard, B.F.; Endreβ, M. (1994). "Chladniite, Na2CaMg7(PO4)6: A new mineral from the Carlton (IIICD) iron meteorite". American Mineralogist. 79: 375–380. Bibcode:1994AmMin..79..375M.
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추가 읽기

  • 잭슨, 마일즈 W. (2006) 조화로운 3인조: 19세기 독일의 물리학자, 음악가, 악기 제작자.
  • 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.
  • 로싱 T. D. (1982) 클라드니의 진동 플레이트 법칙, 미국 물리학 저널 50, 271–274

외부 링크