Een Chladni plaat is een apparaat waarmee geluidsgolven in een plaat gevisualiseerd kunnen worden. Dit wordt gedaan door een trillingsbron (in dit geval twee luidsprekers) te bevestigen aan een dunne metalen plaat. Deze plaat zal vervolgens meetrillen met de trillingsbron. Op deze manier zullen er bij bepaalde frequenties zodanig krachtige staande golven in de plaat worden geproduceerd, dat deze zand richting de knopen van de staande golven bewegen.

Step 1: Benodigdheden & Gebruikt Gereedschap

Benodigdheden

1 aluminium plaat (100x50 cm, 1 mm dik)
2 aluminium vierkante buis (1m lang, 15x15 mm in doorsnede)
1 aluminium ronde buis (1m lang, 8 mm diameter)
1 polycarbonaat plaat (50x50 cm, 3 mm dik)
2 luidsprekers (10 Watt)
4 Neodymium magneten
Toongenerator (In dit geval laptop met programma Sweepgen)
Fijn, droog zand

Gebruikt gereedschap

Lijmpistool
Cirkelzaag
Metaalzaag
Vijl
Lasersnijder
Liniaal
Boor
Knipbank

Step 2: Materialen Verzamelen En Bijsnijden

Alle buizen, platen en het zand zijn te halen bij een bouwmarkt. Verder zijn de luidsprekers goedkoop te vinden in een (online) tweedehands winkel, of kunnen de oude luidsprekers van een vriend worden gebruikt. De Neodymium magneten zijn goedkoop te vinden op het internet. Ten slotte wordt voor de toongenerator geadviseerd om een laptop met het (Gratis) programma SweepGen te gebruiken.

Nu alle materialen zijn vergaard, kan worden begonnen met het bijsnijden hiervan. Voor de MDF plaat is gekozen om de lange zijde te reduceren tot 1 meter, door een strook m.b.v. een cirkelzaag eraf te zagen. Verder is de polycarbonaat plaat in vieren gesneden met de lasersnijder. Indien deze niet beschikbaar is, kan worden gekozen om twee kleinere platen te gebruiken, of de plaat niet bij te snijden. De aluminium plaat is doormidden geknipt met een knipbank. Het zand dient een aantal uur in de oven op 110 graden Celsius te worden gedaan, zodat het goed droog is en niet aan elkaar blijft plakken op de plaat.

De aluminium buizen zijn in stukken gezaagd met een metaalzaag. Zowel de vierkante als de ronde buizen zijn in stukken met een lengte van 10 cm gezaagd. Van de ronde buizen worden maar twee stukken van 10 cm gebruikt en van de vierkante buizen acht. De overige stukken fungeren als reserve buizen. Na het zagen van de buizen, is het belangrijk dat de uiteinden van de stukken plat worden geveild, zodat deze later bij het monteren goed loodrecht op oppervlakten kunnen worden gelijmd. Voor de magneten wordt geadviseerd om over elke magneet een laagje duct tape te plaatsen, zodat deze niet kapotgaan wanneer ze hard in aanraking met elkaar komen.

Step 3: Monteren

Nu alle materialen zijn geprepareerd, kan men beginnen met het in elkaar zetten van de Chladni plaat. Allereerst wordt er met behulp van de liniaal het midden van de polycarbonaat platen gezocht, waarna hier een gat in wordt geboord. Vervolgens wordt in elke hoek van deze twee platen, op 2,5 cm afstand van elke zijde, een rechte hoek getekend ter grootte van de vierkante buis. Zo kunnen nauwkeurig de vierkante buizen aan de polycarbonaat platen (één in elke hoek) worden bevestigd met het lijmpistool.

De poten van de luidsprekers worden zodanig bijgezaagd, dat het oppervlak van de cone parallel loopt, wanneer de speaker plat op tafel ligt. Vervolgens worden de ronde buizen aan de cone van de luidspreker gelijmd, loodrecht op het oppervlak van de luidspreker (en dus loodrecht op de tafel). Het is hierbij van groot belang dat deze goed recht staan en goed zijn vastgelijmd.

Hierna worden zowel de speaker als de vierkante buizen aan de MDF plaat vastgelijmd, zoals op bovenstaande afbeelding te zien is. Zorg er hierbij voor dat de ronde buizen op één lijn liggen, met een onderlinge afstand van ongeveer 32 cm. Deze afstand moet worden opgemeten, waarmee op de aluminium kan worden bepaald waar de magneten aan de bovenkant komen.

Ten slotte moeten de magneten aan de bovenkant van de ronde buizen worden vastgelijmd. Hiervoor zijn de ronde ringen ter grootte van de magneten, die bij de magneten geleverd worden om deze te scheiden, gebruikt. Dit is gedaan opdat het lijmoppervlakte groter wordt. Vervolgens kan de plaat op de twee magneten worden gezeten. Zorg er hierbij voor dat de magneten precies op de middellijn van de plaat liggen, zodat deze recht blijft staan. De overige twee magneten worden aan de bovenkant van de plaat gedaan, opdat deze vast komt te staan. Ten slotte wordt er een dunne laag zand op de plaat gedaan.

Step 4: Trillen Maar!

Nu de Chladni-plaat af is, kunnen de luidsprekers worden aangesloten aan een stopcontact en aan de laptop. Zorg er hierbij voor dat het volume maximaal aanstaat. Met de SweepGen app kan zelf naar resonantiefrequenties worden gezocht, door bij een bereik van ~100-1000 Hz te zoeken. Veel trilplezier!