Here we present electrochemically grown ultrathin platinum nanowires and demonstrate that their morphology and crystalline structure can be tuned by the waveform of the alternating voltage applied to ...the microelectrodes. The structure of the nanowires was analyzed by scanning and transmission electron microscopy. The voltage signal, applied to grow the nanowires, consisted of several Fourier components of a square-shaped wave. We observed that, depending on the number of Fourier components, the morphology of the nanowires changed from branched dendritic-like patterns to straight wires and the wire crystallinity changed from polycrystalline to highly oriented growth with the 111 direction of platinum crystallites along the nanowire axis. We propose a simple model to explain this intriguing observation.
We studied human melody perception and production in a songbird in the light of current concepts from the cognitive neuroscience of music. Bullfinches are the species best known for learning melodies ...from human teachers. The study is based on the historical data of 15 bullfinches, raised by 3 different human tutors and studied later by Jürgen Nicolai (
JN
) in the period 1967–1975. These hand-raised bullfinches learned
human folk melodies
(sequences of 20–50 notes) accurately. The tutoring was interactive and variable, starting before fledging and JN continued it later throughout the birds’ lives. All 15 bullfinches learned to sing alternately melody modules with JN (
alternate singing
). We focus on the aspects of note sequencing and timing studying song variability when singing the learned melody alone and the accuracy of listening-singing interactions during alternatively singing with JN by analyzing song recordings of 5 different males. The following results were obtained as follows: (1) Sequencing: The note sequence variability when singing alone suggests that the bullfinches retrieve the note sequence from the memory as different sets of note groups (=modules), as chunks (sensu Miller in Psychol Rev 63:81–87,
1956
). (2) Auditory–motor interactions, the coupling of listening and singing the human melody: Alternate singing provides insights into the bird’s brain melody processing from listening to the actually whistled part of the human melody by JN to the bird’s own accurately singing the consecutive parts. We document how variable and correctly bullfinches and JN alternated in their singing the note sequences. Alternate singing demonstrates that melody-singing bullfinches did not only follow attentively the just whistled note contribution of the human by auditory feedback, but also could synchronously anticipate singing the consecutive part of the learned melody. These data suggest that both listening and singing may depend on a single learned human melody representation (=coupling between perception and production).
ZusammenfassungDie Analysen von menschlichen Melodien und von Gesangsstrophen von Kanarienvögeln, welche Gimpel während ihrer Jugendentwicklung gelernt hatten, ergeben nicht nur einen Einblick, wie ...genau Singvögel Rhythmen und Tonintervalle von Vorbildern übernehmen können, sondern erlauben auch Rückschlüsse, ob Singvögel Lautfolgen lediglich als eine voneinander unabhängige Reihenfolge von Lauten oder entsprechend der Melodiewahrnehmung beim Menschen als melodische Einheit wahrnehmen können. Folgende Ergebnisse werden eingehend dokumentiert: (1) Ein Gimpel erlernte die 45 Noten umfassenden, gekürzten Melodien „Im tiefen Böhmerwald” und „Abend wird es wieder”, sowohl im Rhythmus als auch in den Intervallschritten weitgehend vorbildgetreu. Der von einem Kanarienvogel aufgezogene Gimpel erlernte 13 von der Gimpelnorm sehr stark abweichende Lautgruppen in der vom Kanarienvogel gesungenen Folgebeziehung. (2) Der menschliche Lehrer und der Gimpel singen die Melodie in einer unterschiedlichen absoluten Tonhöhe. Der Gimpel transponiert die Melodie, d. h. er erhöht die absolute Frequenz der einzelnen Töne um einen Halbtonschritt. Während der menschliche Lehrer von Strophe zu Strophe in der absoluten Tonhöhe der einzelnen Noten variiert, in einer ungefähren Tonlage von As-Dur pfeift, singt der Gimpel die identischen Noten in den Wiederholungen sehr konstant in A-Dur. Das Transponieren liefert den Nachweis, dass der Gimpel Lautfolgen nicht nur entsprechend der menschlichen Wahrnehmung als Melodie verarbeiten, sondern auch entsprechend pfeifen kann, obwohl bei den Singvögeln die für die Analyse der Beziehungen zwischen aufeinanderfolgenden Lauten wichtigen Gehirnzentren des Menschen völlig fehlen. (3) Der Vergleich der Noten- und Pausenwerte der einander entsprechenden Laute zwischen dem Vorbild und der Nachahmung zeigt, dass Gimpel sowohl die exakte Tonhöhe und die Tonhöhenintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Tönen, als auch die den Melodierhythmus bestimmende Lautdauer für jeden Laut genau auf die Vorgabe durch das Vorbild abstimmen können. Für diese Leistung wird der an der Lauterzeugung beteiligte Atemstrom genau an die jeweilige Dauer der unterschiedlich lange ausgehaltenen Note angepasst.
An analysis of thin-wire antennas and scatterers using quadratic spline-based expansion and weighting functions within the method of moments (MoM) is presented. So-called quadratic B-splines are ...introduced as a generalisation of the well-known rectangular and triangle expansion functions. The thin-wire version of the electric-field integral equation (EFIE) is solved by the method of moments (MoM) using Galerkin's method. The described procedure results in a symmetrical structure of the impedance matrix, which allows the application of symmetric solvers with the benefit of a very effective solving procedure. Due to the choice of the expansion and weighting functions the results are very precise for near-fields and points near the structure. It become possible to investigate structures with very small separations between the wires. Numerical examples demonstrate the suitability of the method for the EMC-analysis and show the advantages of a reduced solving time in the analysis of large systems and a lower limit for the shortest separation between two wires.
