Ernst Chladni

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Ernst Chladni
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Ernst Chladni
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Ernst Florens Friedrich Chladni, né le à Wittemberg, mort le à Breslau, est un physicien allemand.

Chladni est le fondateur de l'acoustique moderne. Il mesure la vitesse de phase du son dans différents gaz en utilisant la résonance d'un tuyau d'orgue, selon la méthode de Gassendi. Il étudie expérimentalement les vibrations des plaques, en les saupoudrant de sable fin, obtenant ainsi les figures qui portent son nom. Il publie en 1802 un Traité d'acoustique, en allemand, traduit en français en 1809. Il invente un nouvel instrument de musique, dérivé de l'harmonica de verre de Benjamin Franklin, l'euphone ou clavicylindre.

Chladni voyage toute sa vie, et écrit sur plusieurs autres sujets. Il est le premier à écrire que les météorites sont des masses minérales originaires du système solaire attirées par le champ gravitationnel terrestre, et que le frottement de l'atmosphère, qu'elles traversent à grande vitesse dans leur chute, les échauffe et les rendent lumineuses[1]. On lui doit aussi des Dissertations sur les météores et les aérolithes (Vienne, 1819).

Biographie[modifier | modifier le code]

Fils d'un professeur, président de la faculté de droit de Wittenberg, Ernst Florens Friedrich Chladni y nait le 30 novembre 1756. Il reçoit de son père, puis de Mücke, recteur du collège de Grimma une éducation rigoureuse, qui a pour conséquence un goût marqué pour l'indépendance et pour les voyages. Son père lui impose des études de droit. Étudiant à Leipzig, il peut aussi commencer à pratiquer la musique. Diplômé, il commence une carrière juridique, jusqu'à la mort de son père, après laquelle il dirige ses efforts vers la physique et les sciences naturelles. Il commence alors ses expérimentations sur le son et les vibrations, commençant par le domaine connu des cordes, avant de s'intéresser aux plaques de verre et de métal, dont il a l'idée d'entretenir la vibration par un archet. Il publie son premier mémoire à ce sujet à Leipzig en 1787. Persuadé que la gloire de l'invention d'un instrument de musique surpasserait celle due à des publications théoriques, il crée entre 1780 et 1790 l'euphone, constitué de petits cylindres de verre accordés par un mécanisme caché, puis en 1800 le clavicylindre, utilisant le même dispositif d'accord, qu'il ne publie que vers la fin de sa vie. Il ne renonce pas, pourtant à publier son Traité d'acoustique à Leipzig en 1802, dont il donne lui-même la traduction française parue à Paris en 1809. Il poursuit ensuite en Allemagne sa carrière de chercheur et d'enseignant jusqu'à sa mort le 4 avril 1829[2].

À partir de 1787, Chladni se fait « une grande réputation par ses travaux sur le son, l'écho et le ton ».

Les figures acoustiques de Chladni[modifier | modifier le code]

Figures acoustiques de Chladni.

Ernst Chladni prit un disque de cuivre saupoudré de sable et en frotta le bord avec un archet : il obtint des figures géométriques. « Qu'on juge de mon étonnement en voyant ce que personne n'avait encore vu. Il apparut une étoile à 10 ou 12 rayons, qui m'évoqua aussitôt les expériences sur les figures électriques » [de Lichtenberg, en 1777]. Ce sont les figures acoustiques de Chladni. La première description de l'expérience apparaît dans Entdeckungen über die Theorie des Klanges.(Leipzig 1787)

Les figures constituent un élément spectaculaire des recherches de Chladni. Il énonça la loi de Chladni, qui relie les fréquences et les modes de vibration pour des disques[3].

Les météorites[modifier | modifier le code]

Chladni mène aussi des études sur les météorites. En 1794, avec la publication de son ouvrage De l'origine de la masse de fer trouvée par Pallas et d'autres similaires, et sur quelques phénomènes naturels en relation avec elles, il émet la thèse, révolutionnaire pour l'époque et très contestée au début, que les météorites trouvées sur la terre ont leur origine dans l'espace cosmique et sont des vestiges de la phase de formation des planètes de notre système solaire.

C'est un travail novateur à tous égards, dont les scientifiques les plus reconnus et les meilleurs esprits de cette fin du XVIIIe siècle – notamment Lichtenberg, Goethe et Humboldt refusent les conclusions, notamment parce que les mesures de Benzenberg et Brandes (de), deux élèves de Lichtenberg, ont prétendu établir que les météores sont un phénomène purement atmosphérique. Cependant, Lichtenberg pense que Chladni pouvait avoir raison, et l'incite à poursuivre son travail sur l'origine des météorites.

Dans les années qui suivent, plusieurs observations circonstanciées et les descriptions scientifiquement étayées de chutes de météorites confirment les résultats de ses recherches. En 1795, une grande météorite est observée jusqu'à sa chute à Wold Newton (en) (Yorkshire, Angleterre). Un fragment, connu comme la météorite de Wold Cottage, est confié au chimiste britannique Howard qui, avec le minéralogiste français Bournon, analyse très précisément sa composition et conclut qu'une origine extraterrestre est probable. En 1803, le physicien et astronome Jean-Baptiste Biot est mandaté par le ministre de l'Intérieur Chaptal pour enquêter sur une pluie de météorites à L'Aigle. Contrairement à l'ouvrage de Chladni et à la publication scientifique de Howard et Bournon, le rapport de Biot, écrit dans un style vivant, devient très populaire et convainc plus de lecteurs de la pertinence des conclusions de Chladni.

Chladni est considéré comme l'un des fondateurs de la science moderne des météorites.

Publications[modifier | modifier le code]

Annexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Walther Killy (Hrsg.): Literaturlexikon. Autoren und Werke deutscher Sprache (= Digitale Bibliothek. 9). CD-ROM. Band 2. Directmedia Publishing, Berlin 1998, BN 3-932544-13-7, S. 408.
  • (de) Eugen von Lommel, « Chladni, Ernst Florenz Friedrich », dans Allgemeine Deutsche Biographie (ADB), vol. 4, Leipzig, Duncker & Humblot, , p. 124-126
  • Jürgen Maehder, Ernst Florens Friedrich Chladni, Johann Wilhelm Ritter und die romantische Akustik auf dem Wege zum Verständnis der Klangfarbe, in: Jürgen Kühnel/Ulrich Müller/Oswald Panagl (Hrsgg.), Die Schaubühne in der Epoche des »Freischütz«: Theater und Musiktheater der Romantik, Verlag Müller-Speiser, Anif/ Salzburg 2009, S. 107–122.
  • Thomas D. Rossing: Chladni’s Law for Vibrating Plates. In: American Journal of Physics. Bd. 50, Nr. 3, 1982, S. 271–274, DOI:10.1119/1.12866.
  • (de) Hans Schimank (de), « Chladni, Ernst Florenz Friedrich », dans Neue Deutsche Biographie (NDB), vol. 3, Berlin 1957, Duncker & Humblot, p. 205–206 (original numérisé).
  • Dieter Ullmann (de): Chladnis Italienreise nach Briefen an J. P. Schulthesius. In: NTM. Schriftenreihe für Geschichte der Naturwissenschaften, Technik und Medizin. Bd. 19, Nr. 2, 1982, S. 51–57, (Berichtigung ibid. Bd. 20, Nr. 2, 1983, S. 89).
  • Dieter Ullmann: Ernst Florens Friedrich Chladni (= Biographien hervorragender Naturwissenschaftler, Techniker und Mediziner (de). Bd. 65, (ISSN 0232-3516)). Teubner, Leipzig 1983.
  • Dieter Ullmann: Chladni und die Entwicklung der experimentellen Akustik um 1800. In: Archive for History of Exact Sciences. Bd. 31, Nr. 1, 1984, S. 35–52, DOI:10.1007/BF00330242.
  • Dieter Ullmann: Chladni und Ottmer – ein frühes Beispiel für die Zusammenarbeit von Akustiker und Architekt. In: Acustica. Bd. 71, Nr. 1, 1990, S. 58–63, (online).
  • Dieter Ullmann: Chladni und die Entwicklung der Akustik von 1750–1860 (= Science Networks. Bd. 19). Birkhäuser, Basel u. a. 1996, ISBN 3-7643-5398-8.
  • Dieter Ullmann: Chladnis Beiträge zur Raumakustik. In: NTM. Internationale Zeitschrift für Geschichte und Ethik der Naturwissenschaften, Technik und Medizin. NS Bd. 14, Nr. 1, 2006, S. 1–8, DOI:10.1007/s00048-005-0224-4.
  • Dieter Ullmann: Life and work of E.F.F. Chladni. In: Uzy Smilansky, Hans-Jürgen Stöckmann (de) (Hrsg.): Nodal Patterns in Physics and Mathematics. From Chladni's Seminal Work to Modern Applications – a historic-scientific Perspective (= European Physical Journal Special Topics. Bd. 145, Nr. 1). EDP Sciences u. a., Les Ulis u. a. 2007, S. 25–32, DOI:10.1140/epjst/e2007-00145-4.

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) E. F. F. Chladni, « Observation on a mass of iron found in Siberia by Professor Pallas, and other masses of the like kind, with some conjectures respecting their connection with certain natural phenomena », Philosophical Magazine and Journal of Science, vol. 2,‎ , p. 1-8.
  2. François-Joseph Fétis, Biographie universelle des musiciens et bibliographie générale de la musique, vol. 2, Paris, Firmin-Didot, p. 277-282 « Chladni ».
  3. Laurent Pottier, « La nature du son musical » (consulté le ).