Sciences physiques et chimie


Plaques vibrantes et figures de Chladni

 

Lorsqu’on fait vibrer une plaque métallique, en la frottant par exemple avec un archet, on observe des parties présentant de fortes amplitudes de vibration (ce sont les « ventres ») et d’autres au repos (les « lignes nodales », généralisation à deux dimensions des « nœuds de vibration » qu’on peut observer sur une corde vibrante ).

Pour mettre en évidence ces lignes nodales on saupoudre la plaque d’une poudre (sable fin,  poudre de lycopode…) : la poudre est éjectée des ventres et se rassemble sur les lignes immobiles. Les formes de ces lignes dépendent de la forme de la plaque, de sa taille, de son épaisseur, de la façon dont elle est excitée.

Quelques exemples figurent ici.

 

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Ernst Chladni (1756-1827), physicien allemand, peut être considéré comme le père de l’acoustique moderne.
En 1808 (année d’ouverture du lycée impérial de Nantes), Chladni présente son expérience à l’Institut en présence de Napoléon 1er. Ce dernier, très impressionné, lui accorde une récom­pense de 6000 francs de l’époque et de plus il crée un prix de 3000 francs destiné à qui proposera une théorie mathématique des plaques vibrantes.

 

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C’est une femme qui en 1816 va remporter ce prix de l’Académie des Sciences : il s’agit de la Française Sophie Germain, qui a longtemps employé le pseudonyme mas­cu­lin de Monsieur Leblanc (pour être prise au sérieux par l’Académie !) et s’est trouvée en concurrence sur le sujet avec le grand mathématicien et physicien Denis Poisson…une petite révolution pour l’époque !

 

L’appareil du lycée est assez volumineux puisqu’il présente à la fois 3 disques et 3 plaques carrées, de tailles différentes.

Il figurait déjà dans l’inventaire de 1861.

Les photos suivantes correspondent à des expériences faites in situ lors de l’exposition de la fête de la science, les 13, 14 et 15 octobre 2016.

 

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Jean-Paul BOUCHOUX