Teoria das Cordas e Vibrações
A teoria das cordas descreve cordas de energia que vibram, mas as cordas são tão pequenos que você nunca perceber as vibrações diretamente, apenas as suas consequências. Para entender essas vibrações, você tem que entender um tipo clássico de onda chamado de onda parada - uma onda que não parecem estar se movendo.
Em uma onda de pé, determinados pontos, chamados nodos, não parecem se mover. Outros pontos, chamados alataodes, têm o deslocamento máximo. A disposição dos nodos e antinodos determina as propriedades de vários tipos de ondas estacionárias.
O exemplo mais simples de uma onda estacionária é um com um nó em cada extremidade, como uma cadeia que está fixada no seu lugar nas extremidades e arrancou. Quando existe um nó em cada extremidade e apenas um antinodo entre eles, a onda é referida para vibrar na frequência fundamental.
Considere um pular corda, que é realizada em cada extremidade por uma criança. As extremidades da corda representar nós, porque eles não se movem muito. O centro da corda é o antinode, onde o deslocamento é o maior e onde outro filho vai tentar saltar. Esta é a vibração na freqüência fundamental, como demonstrado nesta figura (a).
Se as crianças se ambicioso, no entanto, e começar a colocar mais energia para o movimento das ondas do seu pular corda, acontece uma coisa curiosa.
Eventualmente, as crianças vai bombear a energia suficiente para a corda que, em vez de um grande antinodo, dois antinodos menores são criadas, e o centro da corda parece estar em repouso, como mostrado na figura (b). É quase como se alguém agarrou o meio da corda e devagar, mas com firmeza, é segurá-lo no lugar!
Um segundo tipo de onda de pé pode ser considerado, se em vez de uma criança segurando cada extremidade da corda, uma extremidade é montada em um anel em torno de um poste. A criança segurando uma extremidade começa o movimento das ondas, mas o fim no pólo está agora sem restrições e se move para cima e para baixo.
Em vez de ter um nó em cada extremidade, uma extremidade é um nó (realizada pela criança) e o outro é um antinodo (movendo-se para baixo e no poste).
Uma situação semelhante na música acontece quando se utiliza um tubo que é fechado numa extremidade e aberto na outra, tal como em um órgão. Forma-se um nó na extremidade fechada do tubo, mas a extremidade aberta do tubo é sempre um antinodo.
Um terceiro tipo de onda de pé tem um antinodo em cada extremidade. Isso representaria tanto um tubo que está aberto em ambas as extremidades ou uma corda que é livre para se mover em ambas as extremidades.
Quanto mais energia que é bombeado para a onda estacionária, mais forma nós (veja a figura [c]). A série de frequências que causam novos nós a forma são chamados harmônicos. (Na música, harmônicos são chamados conotação.) As ondas que correspondem às harmónicas são chamados modos normais, ou modos vibracionais.
A música funciona por causa da manipulação e superposição de tons harmônicos criados por esses modos normais de vibração. Os três primeiros modos normais são mostrados na figura, em que uma cadeia de caracteres está fixado em ambas as extremidades.
Na teoria das cordas, os modos de vibração de cordas (e outros objetos) são semelhantes a este exemplo. Na verdade, a própria matéria é visto como a manifestação de ondas estacionárias em cordas. Diferentes modos de vibração dar origem a diferentes partículas! Nós percebemos as partículas de menores modos de vibração, mas com energias mais elevadas, que pode ser capaz de detectar partículas de outra, de maior energia.