La théorie des cordes et des vibrations

La théorie des cordes représente cordes qui vibrent d'énergie, mais les cordes sont si minuscules que vous ne percevez les vibrations directement, seulement leurs conséquences. Pour comprendre ces vibrations, vous devez comprendre un type classique de la vague appelé onde stationnaire - une vague qui ne semble pas être en mouvement.

Dans une vague debout, certains points, appelés noeuds, ne semblent pas bouger du tout. D'autres points, appelés unétainodes, avoir le déplacement maximal. L'agencement des noeuds et des ventres détermine les propriétés des différents types d'ondes stationnaires.

L'exemple le plus simple d'une onde stationnaire est une avec un noeud à chaque extrémité, comme une chaîne qui est fixé en place sur les extrémités et plumé. Quand il y a un noeud à chaque extrémité et un seul ventre entre eux, l'onde est dit à vibrer à la fréquence fondamentale.

Envisager une corde à sauter qui se tient à chaque extrémité par un enfant. Les extrémités de la corde représentent noeuds parce qu'ils ne bougent pas beaucoup. Le centre de la corde est le ventre, où le déplacement est le plus grand et où un autre enfant va tenter de sauter dans. Ceci est la vibration à la fréquence fondamentale, comme le montre cette figure (a).

Si les enfants se ambitieux, cependant, et commencer à mettre plus d'énergie dans le mouvement des vagues de leur corde à sauter, une chose curieuse qui se passe.

Finalement, les enfants vont pomper suffisamment d'énergie dans la corde qui la place d'un grand ventre, deux petits ventres sont créés, et le centre de la corde semble être au repos, comme illustré dans la figure (b). Il est presque comme si quelqu'un saisit au milieu de la corde et précaution, mais fermement, est maintenant en place!

Un deuxième type de onde stationnaire peut être envisagée que si la place d'un enfant tenant chaque extrémité de la corde, une extrémité est monté sur un anneau autour d'un poteau. L'enfant tenant une extrémité commence le mouvement de vague, mais la fin sur le pôle est désormais contrainte et se déplace de haut en bas.

Au lieu d'avoir un noeud à chaque extrémité, une extrémité est un noeud (détenu par l'enfant) et l'autre est un ventre (mouvement de haut en bas sur le mât).

Une situation similaire dans la musique qui se passe lorsque vous utilisez un tuyau qui est fermé à une extrémité et ouvert à l'autre, comme dans un organe. Il se forme un nœud à l'extrémité fermée du tuyau, mais l'extrémité ouverte de la conduite est toujours un ventre.

Un troisième type d'onde stationnaire a un ventre à chaque extrémité. Cela représenterait soit un tuyau qui est ouvert aux deux extrémités ou une corde qui est libre de se déplacer sur les deux extrémités.

Le plus d'énergie qui est pompée dans l'onde stationnaire, la forme la plus nœuds (voir la figure [c]). La série de fréquences qui causent de nouveaux noeuds à la forme sont appelés harmoniques. (En musique, les harmoniques sont appelés harmoniques.) Les vagues qui correspondent aux harmoniques sont appelés mode normal, ou modes de vibration.

Musique fonctionne parce que de la manipulation et de superposition des harmoniques créées par ces modes normaux de vibration. Les trois premiers modes normaux sont présentés dans la figure, où une chaîne est fixée sur les deux extrémités.

Dans la théorie des cordes, les modes de vibration de cordes (et autres objets) sont similaires à cet exemple. En fait, la matière elle-même est considérée comme la manifestation d'ondes stationnaires sur les chaînes. Différents modes de vibration donnent naissance à des particules différentes! Nous percevons les particules des modes de vibration les plus bas, mais avec des énergies plus élevées, nous pourrions être en mesure de détecter des particules d'autres, plus élevés de l'énergie.