200 лет калейдоскопу; древнерусский верх

Калейдоскопу 200 лет

В этом году исполняется 200 лет со дня создания этого диковинного оптического прибора, который каждый из нас хотя бы раз держал в руках в детстве. Он был создан шотландским физиком Дэвидом Брюстером во время экспериментов по поляризации света. Брюстер назвал его калейдоскопом.

Содержание

Зеркала в тубусе

Конструкция калейдоскопа очень проста: трубка с несколькими продольными зеркалами, расположенными под углом в центре. Между зеркалами расположены цветные элементы (обычно стеклянные), многократное отражение которых создает симметричные узоры, меняющиеся при вращении трубы вокруг продольной оси. В зависимости от количества зеркал и угла между ними создается разное количество двойных отражений: 45° (четыре зеркала) – 8, 60° (три зеркала) – 6, 90° (два зеркала) – 4. Один конец трубки покрыт матовым стеклом, а другой конец имеет отверстие небольшого диаметра, покрытое прозрачным стеклом. Помимо стекла, в качестве компонентов используются металл, пластик, бисер, камни, перламутр и перья. Так много для механики и оптики.

Изобретатель калейдоскопа

Дэвид Брюстер (Дэвид Брюстер известен не только как изобретатель калейдоскопа. Он является одним из величайших физиков-оптиков XIX века; современники называли его “отцом экспериментальной оптики” и “Иоганном Кеплером в оптике”. Открытый им в 1815 году закон оптики носит его имя, “выражает отношение показателей преломления двух диэлектриков к углу падения, при котором свет, отраженный от границы диэлектрика, будет полностью поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения”..

Помимо калейдоскопа, Брюстер изобрел бинокулярную камеру, два типа поляриметров, многозонный объектив и усовершенствованную версию стереоскопа (“линзовый стереоскоп Брюстера” был первым портативным устройством для просмотра трехмерных изображений). Помимо экспериментальной оптики, Брюстер популяризировал научные открытия, был редактором 18-томной Эдинбургской энциклопедии и автором биографии Исаака Ньютона.
Он родился 11 декабря 1781 года в Джедборо, Шотландия, сын школьного учителя. Дэвид был третьим из шести детей в семье. В возрасте 12 лет он был направлен на учебу в Эдинбургский университет. В университете он изучал… теологии, стал священником и даже стал одним из основателей Свободной церкви Шотландии. Он был аптекарем и юристом, а с 1801 года начал серьезно изучать физику, главным образом оптику, которой посвятил всю свою жизнь. В 1815 году он был избран членом Лондонского королевского общества, в 1821 году – членом Лондонского королевского общества. стал иностранным почетным членом Шведской королевской академии наук, а в 1830 году – иностранным почетным членом Петербургской академии наук. В 1859 году сэр Дэвид стал ректором своего родного Эдинбургского университета. Исповедуя христианские убеждения, Брюстер выступал против идеи изменения видов и эволюции (похоже, он довольно критически относился к Чарльзу Дарвину). Он женился дважды. Его первая жена, Джульет Макферсон, была дочерью Джеймса Макферсона, известного своими “переводами” с гэльского языка поэм Оссиана (поэмы Оссиана были литературным мошенничеством). От первого брака у супругов родились четыре сына и дочь. Брюстер женился во второй раз, отпраздновав свой 75-й день рождения в 1857 году, на Джейн Кирк Пурнелл. Сэр Дэвид умер в возрасте 87 лет 10 февраля 1868 года и похоронен рядом со своей первой женой и вторым сыном. В честь физика названы минерал брустерит и кратер на Луне.

Как был изобретен калейдоскоп

Во время своих экспериментов по поляризации света в 1815 году Брюстер заметил, что осколки стекла, помещенные в трубку с зеркалами, при отражении в зеркалах образуют удивительные симметричные узоры. Узор менялся в зависимости от угла, под которым зеркала были расположены вместе, и от количества используемых зеркал. К 1816 году уже была создана оригинальная конструкция калейдоскопа. Это была трубка с парами зеркал на одном конце и 2 парами полупрозрачных дисков на другом, между которыми располагались бусины. Брюстер запатентовал свой калейдоскоп в 1816 или 1817 году (источники разнятся) и решил сделать на нем капитал. В качестве производителя калейдоскопов он выбрал компанию Филипа Карпентера, известного производителя ахроматических линз. Бизнес оказался очень успешным. За первые три месяца 1818 года в Лондоне и Париже было продано не менее 200 000 калейдоскопов. Популярность новой оптической игрушки-калейдоскопа росла семимильными шагами. Свою лепту в эту популярность внес и изобретатель “Трактата о калейдоскопе”. Но Брюстеру не удалось заработать много денег: упущения и неточности в его патентной заявке позволили другим реализовать все то, что изобретатель Брюстер хотел защитить от копирования.

Калейдоскоп в России

Появление калейдоскопа в России совпало с романтическим периодом в русской культуре. В то время в моду вошли витражи, художники любили изображать природные световые явления: закаты, рассветы, молнии. Интерес вызвали так называемые баннеры – прозрачные картины. Калейдоскопы с их постоянно меняющимися узорами не могли появиться в лучшее время, поскольку они вписывались в эстетику эпохи романтизма. С восторгом писал баснописец А. Измайлов в 1818 году в своем журнале “Благонамеренный”:
“Я смотрю – и что в моих глазах?
В различных фигурах и звездах.
Сапфиры, жаконы, топазы,
И изумруды, и бриллианты,
И аметисты, и жемчуг,
И перламутр, вдруг я вижу!
Я вижу новое зрелище в своей руке
“Я вижу новое зрение в моих глазах!”
Конечно, упоминание о драгоценных камнях можно считать поэтической гиперболой, но рассказывают, что один богатый человек заказал калейдоскоп, в котором узоры были сделаны не из стекла, а из драгоценных камней. Калейдоскоп, должно быть, стоил целое состояние.

Интересные факты

В 1870-х годах американский оптик Чарльз Буш разработал так называемый “калейдоскоп для гостиной”, который состоял из черного продолговатого цилиндра, помещенного на деревянную подставку. Цилиндр вращался на 360 градусов, а на его конце находился медный барабан со спицами, с помощью которых его можно было вращать. Барабан был самой важной частью калейдоскопа Буша. В нем находилось 35 стеклянных шаров, треть из которых была заполнена жидкостью. Пузырьки воздуха плавали внутри жидкости и продолжали двигаться, даже когда барабан остановился. Все кусочки стекла имели яркие, хорошо сочетающиеся цвета и образовывали узоры, не похожие ни на один другой калейдоскоп XIX века.

В течение двух недель в мае 2005 года посетители парка Максимилиан в Хамме, Германия, могли буквально смотреть … в себя…

На Всемирной выставке ЭКСПО-2005 было представлено японское оптическое чудо: самый большой калейдоскоп из когда-либо построенных, который был сооружен в виде огромной 47-метровой башни.

Из атриума (диаметр которого составляет более 40 метров) зрители могли наблюдать впечатляющие узоры на круглом потолке над головой. Три огромные зеркальные панели были расположены по кругу по периметру башни. Солнечный свет, проникающий через окна башни, падал на огромные вращающиеся круги из цветного стекла и создавал постоянно обновляющиеся разноцветные изображения.

Известный советский популяризатор науки И. Перельман писал, что если у вас есть калейдоскоп с 20 бусинами и вращать его 10 раз в минуту, то вам понадобится 500 миллиардов лет (. ), чтобы увидеть все узоры (по современным представлениям, возраст нашей Вселенной составляет 13,75±0,11 миллиарда лет). Правильно: Вечность во Вселенной-Калейдоскоп состоит из узоров мгновений.

Виды калейдоскопов

Существует несколько основных разновидностей калейдоскопов:

Классический калейдоскоп Калейдоскоп с цветными наполнителями, которые двигаются при вращении корпуса калейдоскопа вокруг своей оси.

Гелевые (или масляные) калейдоскопы Существует несколько вариантов калейдоскопов. Их объединяет гелеобразная субстанция, содержащая различные цветные наполнители, иногда в виде бусин, цветного стекла, фигурок из фольги и других материалов. Они создают эффект движения перед глазами благодаря струящемуся гелевому раствору с разноцветными наполнителями, который отражается в зеркальной системе.

Калейдоскоп с вращающимися кольцами более известен в восточных странах, чем в России. Традиционная оптическая схема с тремя зеркалами внутри отражает узоры, которые создаются при вращении одного или двух колец на конце трубы.

Талейдоскопы – Изделия с традиционной оптической схемой без цветной заливки в центре. Узоры создаются из отражения фрагментов окружающего мира. Фрагмент изображения, на который направлена трубка талейдоскопа, увеличивается линзой и многократно отражается зеркальной внутренней призмой. В калейдоскопе наше привычное окружение превращается в необыкновенный мир.

Что скрывается в названии?

Слово “калейдоскоп” по сути, является аббревиатурой трех греческих слов:
καλός – красивый,
εἶδος – вид,
σκοπέω – смотреть, наблюдать.
Забавно, что первое слово, если произнести его (“калос”), вызывает в памяти не что-то прекрасное, а совсем наоборот. Что ж, это явление нередкое: часто слова, благозвучные в одном языке, оказываются довольно неудачными в другом.
Владимир Иванович Даль в своем Словаре называет калейдоскоп и узорчатым, но не дает его переносного значения. В современных словарях есть два толкования слова “калейдоскоп”: прямое, означающее оптическую игрушку, и переносное, означающее быструю череду событий, лиц или происшествий.

Калейдоскопические узоры без калейдоскопа

В принципе, калейдоскопические узоры можно создавать и без калейдоскопа. Вам понадобятся только оригиналы фотографий, немного ловкости рук и немного фотошопа. Вы вырезаете исходный треугольник, а затем отражаете его с трех сторон. Вы можете показывать его два или три раза. Узоры получаются тоже довольно интересными. На закуску – серия “Времена года”. (исходные фотографии – мои собственные, а не чьи-то еще):

Времена года

Зима

Весна

Лето

Осень

И небольшая серия “Цветок и волны”.:

И наконец, перефразируя сами знаете кого:
– Что такое наша жизнь? Калейдоскоп!

Полный альбом калейдоскопических фотографий, как всегда в “Источнике”.

Примечания 10

Это, безусловно, сказка и загадка. Мы даже сделали их сами. Каждый может увидеть свое.

Но качество калейдоскопов с каждым годом становится все хуже. Мой друг купил своему сыну калейдоскоп, и он явно доволен, но, на наш взгляд, раньше они были лучше. Но его отец говорит, что калейдоскопы, которые были сделаны сразу после полета Гагарина, были намного лучше тех, которые мы привыкли видеть.

Недавно я пытался посмотреть, есть ли у нас такие на продажу, но не нашел. Я собираюсь построить специальное сооружение для фотографии. Я хочу поиграть)).

Лучше не запасаться пластиковыми стаканами.

Нет, я не использую стекло, например, для крепления камеры, для отражения Реальности)))).

Как я плакала, когда первый калейдоскоп – сам ли он разбился, или я его разбила, или соседский мальчик разбил – я не помню….. Чудесная сказка оказалась набором стекляшек и осколков зеркала. Одна сказка мгновенно стала меньше в мире.

Для меня это все еще была сказка после перерыва….. После этого я плакала целую неделю.

Информативно и удивительно красиво, моя дорогая! Очень интересные эксперименты с образами ))))

ООО так красиво…. Спасибо, это навевает на меня ностальгическое настроение…. Я занимаюсь шопингом уже 2 года…. никто не может объяснить это ребенку словами….

У дяди Али они есть. С доставкой в любую точку мира. В основном бесплатно.

Как работает калейдоскоп?

Что может содержать калейдоскоп? Что он делает? Как работает калейдоскоп? Каковы его преимущества? Эти странные для вас, дорогие любители калейдоскопов, вопросы задают те, кто недавно познакомился с калейдоскопом. Вот лишь небольшая информация о том, что предоставляет этот замечательный аппарат.

Обладая магической силой воздействия на людей, калейдоскоп

это источник вдохновения;

помогает помогает избавиться от тоски по дому и обратиться к позитивным вещам;

делает людей быть добрее;

очищает на эмоциональном уровне;

учит воспринимать мир во всей его многогранности;

дает детские эмоции;

выполняет эстетические чувства;

помогает снимает усталость зрительного нерва;

развивает образное и ассоциативное мышление;

показывает бесконечное разнообразие форм и узоров, которые можно использовать для творчества;

калейдоскоп – прообраз жизни;

калейдоскоп – это “пища” для глаз;

если вы ночью посмотрите в калейдоскоп, вам гарантированы красочные сны;

Калейдоскоп – прекрасный инструмент для медитации и релаксации;

Калейдоскоп – домашний доктор, он успокаивает нервы, снимает стресс и помогает в исцелении.

Вы заметили, как много в этом описании слов “помогает”, “дает”? Нет сомнений, что калейдоскоп отдаст всю свою магическую силу на благо человека, все, что нужно сделать, чтобы ощутить эффект калейдоскопной терапии, – это ВСТРЕТИТЬСЯ в его яркий, доброжелательный мир.

Как сделать калейдоскоп своими руками

Яркий, волшебный, многогранный и неповторимый мир раскрывает перед нами игра в калейдоскоп. В этом предмете можно искать бесконечно, открывая все новые и новые необычные узоры, поражаясь их красоте, простоте и совершенству. С помощью калейдоскопа ребенок развивает зрительную память и воображение и узнает о множестве узоров. Более того, вращая трубку, стараясь добиться четкой и плавной смены изображения, ребенок развивает точную координацию движений, без необходимости визуального контроля движений рук.

На первый взгляд, такой предмет, как калейдоскоп, сложен и непонятен. Но при ближайшем рассмотрении становится понятно, как сделать калейдоскоп своими руками.

Как работает калейдоскоп?

Калейдоскоп появился на сто лет раньше, чем телевизор. Его изобрел шотландский физик сэр Дэвид Брюстер, не получивший за свое открытие ни пенни, поскольку благодаря простой технологии производства дизайн калейдоскопа был легко скопирован шустрыми бизнесменами, и яркие игрушки заполонили магазины. Сейчас, по прошествии многих лет, только ленивый не интересуется, как сделать калейдоскоп.

Калейдоскоп основан на принципе отражения света от плоских зеркальных поверхностей, образующих угол друг с другом.

Мастер-класс по изготовлению калейдоскопа своими руками

Для изготовления калейдоскопа нам понадобятся:

цилиндрическая трубка для бумажных полотенец (диаметр – 5,5 см, длина – 23 см);
картон;
фольга (можно использовать пакеты из-под молока, лазерные диски или тонкое акриловое зеркало);
правитель;
клейкая лента;
клей;
два прозрачных пластиковых круга того же диаметра, что и трубка (можно вырезать круг из пластиковой бутылки);
блестящие разноцветные мелкие предметы (бусины, стразы, блестки, бисер, маленькие фольгированные шарики);
бумагу, чтобы украсить внешнюю сторону калейдоскопа;
гофрированной бумаги, чтобы раскрутить калейдоскоп;
Два вырезанных круга, один с отверстием посередине (“глаз”).

Приступайте к изготовлению калейдоскопа. Придайте форму внутренней части

Вырежьте три полоски картона шириной 4 см и длиной 21 см. Длина картонных полосок должна быть на 1-2 см короче длины трубки полотенца, в которую они будут помещены;
Заверните картонные полоски в фольгу.
Сделайте из полосок треугольную призму, загнав их внутрь и закрепив скотчем;
Поместите получившийся треугольник из фольги в цилиндрическую трубку; при необходимости закрепите призму скотчем, чтобы она не двигалась. С одной стороны конец треугольника должен совпадать с концом трубки, а с другой стороны останется место для узорчатой камеры;
На конце, где призма и трубка находятся на одном уровне, прикрепите скотчем вырезанный из картона круг с проушиной;
Для создания узорчатой камеры вам понадобятся два круга, вырезанные из прозрачной пластиковой бутылки диаметром, равным диаметру цилиндрической трубки. В нашем случае 5,5 см. Также полезно иметь круг, вырезанный из прозрачной бумаги или кальки, чтобы закрыть узорную камеру.
Поместите один прозрачный пластиковый круг в пробирку так, чтобы он опирался на треугольную призму;
Насыпьте в получившуюся емкость всевозможные блестящие и ярко окрашенные предметы;
Приклейте бумажный круг к другому пластиковому и прикрепите его к концу трубки с помощью клейкой ленты. Таким образом, мы закрываем узорчатую камеру;

Узорчатое отделение хорошо тем, что вы в любой момент можете открыть его и поменять содержимое или просто добавить интересные безделушки.

Украшение внешней стороны калейдоскопа

Внутренняя часть калейдоскопа готова, осталось только придумать красивый узор и украсить объект. Поскольку калейдоскоп предназначен для малышей, вы можете украшать его вместе со своими детьми. Эта акция станет настоящим праздником для детей. Существует множество возможностей украсить калейдоскоп. Его можно раскрасить красками, маркерами, сделать декупаж или просто украсить аппликациями.

Этот калейдоскоп был сделан в подарок для девочки, поэтому и оформление будет соответствующим. Для его изготовления вам понадобится гофрированная бумага (чтобы калейдоскоп вращался), два прямоугольных цветных бархатных листа, вырезанный цветок и два листика из цветной бумаги.

1. склейте гофрированную бумагу (длина 16 см, ширина 6 см) и поместите ее в центр трубки;
2. Закройте концы трубки цветной бумагой и украсьте цветком. Калейдоскоп готов!

Нравится ли вам эта статья? Подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Проектная работа по физике по теме: “Калейдоскоп”.

У каждого в моем детстве была замечательная игрушка – калейдоскоп. Переливающиеся узоры завораживали, и можно было сидеть и смотреть на них часами. Но наступил момент, когда мне действительно захотелось узнать – а как их делают? Вы разбираете игрушку и…. полное разочарование. Непонятно, непонятно, неинтересно…

На уроках физики мы узнали о законах света: закон линейного распространения света, закон отражения и закон преломления. Вместе с нашим учителем физики мы решили сделать простые оптические устройства, основанные на законах света. Это устройства, которые позволяют нам проводить наблюдения, получать изображения и развлекать детей.

Мне стало очень интересно, как устроен калейдоскоп и могу ли я сделать его сам?

Значение эта работа – Любознательный человек всегда интересуется знать, как все работает и почему определенные явления происходят именно так, как они происходят.

Назначение моего проекта было создание калейдоскопа.

Изучить литературу по данному вопросу;

Узнать об истории калейдоскопа;

Исследовать, как работает калейдоскоп;

Составить рекомендации для людей, которые хотят сделать калейдоскоп;

Все, что мне нужно сделать, это сделать движение рукой…..
И в моих глазах появляется новое явление!

Глава 1: Калейдоскоп – это игрушка или прибор?

История калейдоскопа

Калейдоскоп был изобретен в 1817 году шотландским физиком Дэвидом Брюстером (1781-1868) и в первые годы своего существования не считался игрушкой.

Вся Западная Европа была немедленно очарована калейдоскопом. Он быстро стал известен и в России. Когда из него сделали детскую игрушку, взрослые перестали им интересоваться. Детей больше интересовали не красивые рисунки, а вопрос: “Что внутри? И обычно, чтобы удовлетворить свое любопытство, калейдоскоп открывали, разбирали и, разочарованные неприглядными осколками, выбрасывали…

Российская империя построила павильон под названием “Дворец миража” на Международной выставке 1900 года в Париже. Небольшая комната состояла из шести зеркальных стен, на стыках которых на вращающихся подставках размещались тропическое растение, колонна из какого-нибудь восточного храма или фрагмент колоннады знаменитой испанской “Альгамбры”. Когда стенды поворачивались, посетителю казалось, что он находится внутри храма, восточного дворца или даже тропического леса. Зеркальный зал стал огромным и многолюдным, поскольку посетители и предметы декора отражались в стенах более 450 раз.

В течение 2 недель в мае 2005 года. Посетитель парка Максимилиана в Хамме
в Германии могли буквально смотреть в трубу.
20 огромных калейдоскопов с разноцветными внутренними контейнерами и различными принципами работы позволили посетителям окунуться в причудливый фантастический мир. Калейдоскопы были разработаны Р. Рау, промышленным дизайнером из Бонна. (Рис.1.)

Каждое изображение в калейдоскопе, уникальное и эфемерное по-своему, завораживало и детей, и взрослых. Легкое вращение огромной трубы длиной до 2 метров навсегда уничтожило видимое изображение – и тут же создало совершенно новое и уникальное.

Инженер и изобретатель К. Петкунас представил оригинальную версию калейдоскопа на ковровой фабрике. Можно было создавать узоры не только из прозрачных кусочков цветного стекла, но и из мелких камней, цепочек, колец и т.д. Для этого конец трубки был изготовлен из прозрачного органического стекла, а конец был закрыт непрозрачным кругом. Теперь маленькие предметы для изготовления узоров освещались только боковым светом и хорошо отражались зеркалами треугольной призмы. Узоры стали еще более разнообразными и оригинальными

Рис. 1 Калейдоскоп работы Р. Рау.

На всемирной выставке “Экспо-2005” публике был представлен удивительный оптический аттракцион: самый большой калейдоскоп из когда-либо созданных был построен в виде огромной башни высотой 47 метров. (рис. 2).

Рис. 2 Калейдоскоп на выставке Экспо 2005.

Из атриума диаметром более 40 метров зрители могли любоваться впечатляющими узорами на круглом потолке. По периметру башни по кругу были расположены три огромные зеркальные панели. Солнечный свет, проникающий через окна башни, падал на огромные вращающиеся круги из цветного стекла и создавал постоянно обновляющиеся разноцветные изображения.

Как работает калейдоскоп

В толковом словаре Даля калейдоскоп называется “узорчатым”. И далее описывается его конструкция: “это трубка с двумя клиновидными зеркалами, в которых цветные стеклянные бусины отражаются в узорчатой звезде, поочередно, при каждом движении или вращении трубки”.

Калейдоскоп – это оптический прибор, работающий за счет отражения света от плоских зеркал, образующих угол друг с другом.

Изображение в плоском зеркале является мнимым (“за зеркалом”), прямым (не перевернутым), в натуральную величину и расположено симметрично источнику относительно плоскости зеркала.

Рис.3 Принцип отражения плоского зеркала.

Рис.4 Угол падения равен углу отражения.

Большинство зеркал изготовлены из очень гладкого стекла, покрытого с обратной стороны тонким слоем хорошо отражающего металла, поэтому практически весь свет, падающий на зеркало, отражается в одном направлении. Любая другая гладкая поверхность (полированная, лакированная, спокойные водные поверхности) также может дать зеркальное изображение. Если гладкая поверхность также прозрачна, только небольшая часть света будет отражена, и изображение будет не таким ярким.

Внутри калейдоскопа может быть от 2-3 зеркал до 4 и более. Разное взаимное расположение зеркал позволяет получить различное количество дублированных изображений одного объекта: при угле 45° между зеркалами – 8 изображений, при 60° – 6 изображений, при 90° – 4 изображения.

В качестве наполнителя используются бусины, стекло, кусочки бумаги, перья и т.д. Узоры в калейдоскопе почти никогда не повторяются. Как говорится в известной книге Я.И. Перельмана, если у вас есть калейдоскоп с 20 маленькими стеклышками и вращать его 10 раз в минуту, то вам потребуется 500 000 миллионов лет.
чтобы увидеть все узоры.

Самой важной частью калейдоскопа является треугольная зеркальная призма. Если нет зеркала, можно использовать обычное стекло, окрашенное с одной стороны черной краской, в этом случае окрашенная сторона должна быть снаружи. Края призмы должны быть закреплены. Затем призма помещается в цилиндр. Торцы цилиндра закрыты, одна сторона – матовое стекло, другая – прозрачное стекло. Вот откуда берутся узоры! Между листами стекла предполагается разместить “узорчатую камеру”, в которую помещаются бусины и стеклянные предметы и в которой они многократно отражаются, создавая уникальные узоры.

Интересные факты

Калейдоскопы используются художниками для создания различных узоров, например, на обоях, тканях, украшениях и т.д.

Калейдоскопы также находят применение в медицине. Доктор Клиффорд Кун, заведующий кафедрой психиатрии и поведенческих наук в Университете Кентукки, начал с коллекционирования калейдоскопов, а затем внедрил их в свою практику лечения пациентов. Наблюдение за узорами в калейдоскопе успокаивает нервы, снимает напряжение и стресс. В Америке и Европе этот способ лечения уже не является экзотикой.

Музыканты и композиторы используют калейдоскоп, настраиваясь на игру или улавливая в уме новую мелодию. Считается, что каждый цвет соответствует музыкальной ноте: когда вы смотрите на узоры в калейдоскопе, вы смотрите на музыку.

Глава 2: Производительность

Для изготовления калейдоскопа я взял:

Зеркальный пластик с работы моего отца,

Картонная трубка от новогоднего подарка моих детей.

Прозрачное оргстекло и наждачная бумага, чтобы затупить оргстекло.

И немного черного пластика.

Вырежьте звезды из цветной бумаги.
Поместите собранную пластиковую призму в картонный цилиндр.

Поскольку трубка была слишком длинной, мы отпилили ее часть пилой. С другой стороны мы просверлили инспекционное отверстие с помощью дрели. Вырежьте черный диск со смотровым отверстием и поместите его внутрь трубки. Вырежьте три зеркальных куска пластика и соберите призму. Собранная призма была помещена в картонную трубку. Круг из прозрачного стекла был помещен за призмой для создания узорчатой камеры. Затем было сделано тонкое кольцо и помещено за прозрачное стекло. Они вырезают из бумаги любые геометрические фигуры и помещают их внутрь кольца. Последним шагом была установка матового стекла.

Захватывающая игра огней и форм, никогда не повторяющиеся орнаменты, карнавал превращения одного узора в другой – за простым рисунком калейдоскопа скрывается целая вселенная, которая не оставляет равнодушными ни детей, ни взрослых. И не забывайте о преимуществах калейдоскопов! Эти простые приспособления развивают абстрактное мышление, творческие способности и художественный вкус. Просмотр чередующихся рисунков снимает стресс и способствует концентрации внимания, что так важно для современных школьников, испытывающих дефицит информации. А тем, кто проводит много времени перед компьютерами и телевизорами, калейдоскоп поможет снизить зрительное утомление и тем самым сохранить зрение.

Калейдоскоп изначально был и остается оптическим прибором, основанным на принципе отражения плоского зеркала. При изготовлении калейдоскопов мне пришлось использовать математические навыки – вычислять углы между дисками, вписывать призму в цилиндр и т.д. Это было интересно и познавательно.

Выбрав заполнение камеры узора калейдоскопа, вы можете создать свою собственную уникальную коллекцию узоров, используя эти мотивы в последующих творениях.

Как работает калейдоскоп

Всем знакома замечательная игрушка – калейдоскоп. Переливающиеся узоры завораживают, на них можно сидеть и смотреть часами, потому что бесконечный мир стекла очень интересен и загадочен. Но разбирая игрушку по частям…. человек не знает, не ведает, как создается этот манящий мир очков, от чего зависит правильное изображение в калейдоскопе… В конце концов, мы не в сказке.

Актуальность исследования: Калейдоскопический мир загадочен, потому что его изображение должно быть “правильным”, но, к сожалению, не все знают, как и что его создает.

Цель исследования: Определить, зависит ли правильность изображения в калейдоскопе от того, какая прямая призма находится внутри него.

1 Найдите и изучите теоретический материал по теме “Зеркальная и вращательная симметрия”;

2. выяснить, по какому принципу работает калейдоскоп;

3. исследовать зависимость между количеством изображений и величиной угла между зеркалами;

4. узнайте о конструкции калейдоскопа;

5. собрать информацию о калейдоскопах и различных прямых призмах в них;

Выясните, какие прямые призмы дают правильное изображение;

Сравните преимущества и недостатки прямых призм, используемых в калейдоскопе;

6.Сделайте свой собственный калейдоскоп;

7.Обобщите информацию, полученную в результате исследования.

Гипотеза: “правильное изображение” в калейдоскопе зависит от того, какая простая призма находится внутри него.

Хотя калейдоскоп похож на волшебство, но это не так, потому что в основе бесконечного таинственного мира калейдоскопа лежат законы математики, геометрии и физики: зеркальная и вращательная симметрия; принцип отражения света от плоского зеркала и др.

Калейдоскоп (слово происходит от трех греческих слов – красивый, вид, смотреть). Считается, что калейдоскоп был изобретен шотландским физиком Дэвидом Брюстером. Он запатентовал свой калейдоскоп в 1816 году.

1 Симметрия (от греческого “symmetria”) означает одинаковое расположение частей.

В калейдоскопе сочетаются два вида симметрии: зеркальная симметрия и вращательная симметрия. Расположив зеркала под определенным углом, можно увидеть отражение, отражение отражения и т.д.

Отражение – самый известный и наиболее распространенный тип симметрии в природе. Зеркало точно воспроизводит то, что оно “видит”, но меняет пространственный порядок: например, правая рука вашего двойника будет выглядеть как левая, потому что пальцы будут расположены в противоположном порядке.

Зеркальная симметрия – это когда одна фигура является зеркальным отражением (повторением) другой, т.е. каждая половина служит зеркальным отражением другой, а плоскость, разделяющая их, называется плоскостью зеркального отражения (плоскостью симметрии).

На рисунке оранжевый треугольник (фигура A) отражается в зеркале, в результате чего получается фигура A’, точная копия фигуры A, но все, что было слева, находится на одинаковом расстоянии от плоскости симметрии (линия b) справа.

Это самый распространенный тип симметрии – мы видим его повсюду в природе, а также в искусстве, технике и даже в музыке, лингвистике и других науках.

Он провел эксперимент, в ходе которого объяснил свойства объектов в симметричном зеркале: изображение любого объекта в плоском зеркале равно по размеру самому объекту и расположено относительно зеркала симметрично объекту.

Вращательная симметрия – при ней внешний вид детали не меняется, если повернуть ее на некоторый угол вокруг оси. Примером может служить детская игра “вертушка” с вращательной симметрией. Во многих танцах фигуры основаны на вращательных движениях, часто выполняемых только в одном направлении (т.е. без отражения), например, хоровод. Комбинируя отражение с вращением, мы получаем то, что вы видите в калейдоскопе.

Все две симметрии необходимы для правильного изображения.

2. Калейдоскоп – это оптический прибор, который работает за счет отражения света от плоских зеркал, образующих угол друг с другом.

Это зеркало, которое имеет гладкую поверхность и поэтому отражает свет под точным углом. Свет отражается в соответствии с законом отражения, который является принципом работы калейдоскопа.

Именно зеркала, используемые в калейдоскопе, создают мнимое изображение, симметрично расположенное относительно зеркала.

Именно благодаря зеркальной симметрии и принципу отражения света от плоского зеркала мы видим симметричное изображение в калейдоскопе.

3.Внутри калейдоскопа может быть от 2-3 зеркал до 4 и более зеркал. Чтобы понять принцип работы калейдоскопа, я проведу эксперимент с зеркалами. Возьмите зеркало и положите перед ним жетон. Мы видим две фишки: одну в оригинале и одну в отражении “за зеркалом”. В зеркале мы видим изображение чипа, который находится на расстоянии, равном расстоянию до зеркала. Теперь возьмите два зеркала, расположенные под углом 1200 друг к другу, и повторите наш эксперимент. Мы видим три фишки: одну в оригинале и две в отражении. Зеркальный угол в 90° покажет одно и то же изображение четыре раза. А два зеркала с углом 72° между ними дадут нам изображение в пять раз больше. Если угол между зеркалами равен 600, то изображения будут 6, 30 градусов -12 и так далее. С уменьшением угла количество объектов увеличивается, т.е. количество изображений в зеркалах зависит от величины углов между зеркалами. Количество изображений равно результату деления 360° на величину угла между зеркалами, то есть 1800, 1200, 900, 720, 600, 45°, 360, 300 и так далее. В зависимости от числа, на которое производится деление, фишку можно увидеть 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12 раз. Чип совершает “полный оборот” в зеркале. Таким образом, создается симметричный узор.

Количество изображений и красота узора в калейдоскопе зависит именно от количества зеркал, находящихся в призме.

Читайте далее: