Cimática: Bellas formas de las ondas

Estos son videos de cómo se obtienen fotografías de modos de vibración en líquidos y membranas. Los patrones son muy simétricos, fáciles de obtener, y simplemente bellos.

El video presenta a un artista fotográfico interesado en las formas de los patrones de vibración de objetos variados



Este área de estudio se le llama cimática: el estudio de los patrones de las ondas. Desde hace mucho que se conocen estas hermosas figuras. Son los trabajos de Chalynadi y los de Hans Jenny los que reconocen como precursores de esta forma de estudiar a la materia y hacer arte con los modos de vibración en membranas y líquidos.

El procedimiento para obtener las imágenes es sencillo. Se requiere que el objeto sea estimulado por una frecuencia fija, la que se puede obtener de un modulador de funciones. La estimulación es usualmente mecánica (vibraciones entre las superficies de contacto), este es el caso de una bocina en pleno contacto con una membrana y se toma la foto. Por ejemplo, el siguiente video muestra a una maizena con agua y sus modos de vibración, aquí se necesita un estroboscopio para poder "congelar" a la imagen y observarla con claridad. Mira el video.



Las imágenes de la maizena con  agua son espectaculares y fantásticas (un pequeño flubber diría mi sobrina de tres años). Mi sobrina esta cerca de una verdad, estos patrones no son un artificio ocioso, las figuras son una muestra de como la naturaleza se organiza. Es decir, en general, estos patrones los hemos visto en muchos otros lados, pero no hemos caído en cuenta que provienen de un tipo de oscilación, vibración u onda.

Por ejemplo, las manchas de algunos animales, el leopardo, pueden ser explicadas en base a una clase particular de oscilación. También el número de dedos de las personas (usualmente cinco por mano), podría verse cómo la consecuencia de modos de oscilación. En estos casos la oscilación puede ser química, y ocurrir en el la división celular que lleva a la formación del feto. La idea no es tan radical cuando piensas que la naturaleza se pueden explicar muchos fenómenos con ideas básicas, con principios físicos.

Ligas relacionadas:
Ondas estacionarias en una mesa
Modos de vibración de una gota de mercurio
Modos en una cavidad láser de He-Ne
Modos en una membrana de jabón

Preguntas para pensar:

1) ¿En qué difiere un modo de oscilación de otro? En el mismo fenómeno físico.
2) ¿Cambia la amplitud en los modos de oscilación?

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