Сообщение о калейдоскоп и его устройство. Калейдоскоп

Пинемасов Дмитрий Иванович

В современном мире много всяких диковинок и новинок, сделанных руками человека. Можно пойти в любой гипермаркет и купить понравившуюся игрушку. Но, как приятно, когда игрушка сделана своими руками. Сколько радости, удовольствия и удовлетворения она доставляет ребёнку. А если изделие ещё и приносит пользу обладателю, тогда реализуются все потенциальные способности ребёнка, его универсальные учебные действия.

Всегда интересно пройти путём изобретателя и самому повторить открытие или изобретение, ранее сделанное известными учёными. Интересно понять, какие знания должны были предшествовать открытию, с каким трудностями можно было столкнуться, узнать, получило ли этот открытие практическое применение или было бесполезным для человека? А может быть польза изобретения становится понятной не сразу, а через десятки лет? В работе рассказывается о том, как из подручных и недорогих материалов в домашних условиях самому сделать калейдоскоп.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Городской конкурс исследовательских работ «Я – исследователь»

Секция : техническое творчество

Название работы :

«Изготовление калейдоскопа»

Пинемасов Дмитрий Иванович

г.о. Тольятти

МБУ лицей № 67

1 класс

Научный руководитель:

Матюшкина Наталья Викторовна

учитель начальных классов

МБУ лицей № 67

г. Тольятти

2016

Предварительный просмотр:

Введение. _________________________________________________ Стр. 3

Аннотация______________________________________________Стр. 3
Обоснование актуальности проекта_________________________Стр. 3

Основное содержание. ______________________________________Стр. 5

Что такое калейдоскоп, история его возникновения ___________Стр. 5
Как самостоятельно изготовить миниатюрный калейдоскоп. Материалы и изготовление _______________________________Стр. 8
Как работает калейдоскоп? ______________________________ Стр. 10

Заключение . _____________________________________________ Стр. 12
Список использованной литературы . ______________________Стр. 13
Приложение. _____________________________________________Стр. 14

1. Введение.

1.1. Аннотация.

1.2. Обоснование актуальности проекта.

Цель работы:

Узнать, как можно самим смастерить калейдоскоп, изготовить калейдоскоп, который работает при использовании.

Задачи:

Узнать, что такое калейдоскоп и как он появился.
Изготовить миниатюрный калейдоскоп из подручных материалов.
Развить свои творческие и познавательные способности, научиться наблюдать красоту окружающего мира и запечатлевать её в декорации и в работе калейдоскопа в домашних условиях.

План работы:

Найти информацию о том, что такое калейдоскоп и об истории его возникновения.
Узнать, как можно самим сделать миниатюрный калейдоскоп.
Выбрать материалы для изготовления калейдоскопа и изготовить его в домашних условиях.
Узнать, как правильно работает калейдоскоп и попробовать его запустить.
Сделать выводы.

Основное содержание.

Что такое калейдоскоп. История возникновения калейдоскопа.

Калейдоскоп – это проводник в особый мир. Повернув его, можно увидеть удивительные узоры, каждый раз непохожие на те, что видел раньше. Образы внутри калейдоскопа фантастичны, хотя и созданы всего лишь игрой света в осколках стекла.

Слово «калейдоскоп» происходит от греческих слов: kalos – красивый, eidos – вид и skopeo – смотрю, наблюдаю. В России калейдоскоп называли трубкой, "показывающей красивые виды". А Владимир Даль в своём «Толковом словаре» назвал его очень поэтично: «Узорник – это трубка, с двумя зеркальцами клином, где цветные стекляшки отражаются узорочною звездою, переменною, при всяком движении или обороте трубки».

Калейдоскоп представляет собой оптический п рибор в виде зрительной трубки с вставленными в неё под известным углом друг к другу зеркальными стёклами и положенными между ними цветными стёклышками, отрезками цветной бумаги, бисером и т. п., которые при поворачивании прибора отражаются в зеркалах и создают разнообразные красивые симметричные узоры.

Официальным изобретателем этого прибора считается шотландский физик Дэвид Брюстер (1781–1868), который придумал его в 1816 году и запатентовал. Брюстер с самого детства интересовался свойствами стекла и света. Он был вундеркиндом: в 10 лет он построил свой первый телескоп, а студентом стал в 12 лет (учился в университете г. Эдинбург). Когда Брюстер проводил эксперименты по поляризации света, он обратил внимание, что осколки стекла, помещенные в трубу с зеркалами, создают чудесные симметричные узоры, отражаясь в зеркалах. Узор менялся в зависимости от того, под каким углом зеркала располагались друг к другу, а также от того, какое количество зеркал использовалось. Первоначально калейдоскоп создавался Брюстером как научный прибор, но получил широкое признание и популярность как игрушка.

Калейдоскопом сразу увлеклась вся Западная Европа. Быстро о нём узнали и в России. Калейдоскоп стал настолько популярен, что его воспевали и в прозе, и в стихах!

А вот до Америки известие о чудном европейском изобретении докатилось лишь к 1870 году. Американский ученый Чарльз Буш очень заинтересовался новой "игрушкой". На протяжении многих лет он создавал и модернизировал калейдоскопы, пробовал изменять их форму, наклон зеркал, содержимое. Именно Чарльз Буш создал первый "кабинетный калейдоскоп", который состоял из продолговатого цилиндра, установленного на деревянный штатив. Цилиндр мог поворачиваться на 360 градусов, и имел на конце медный барабан. Барабан был самой примечательной деталью в калейдоскопе Буша. В нем располагались стекляшки: их было 35 штук, и треть из них была заполнена жидкостью. Внутри жидкости плавали воздушные пузырьки, которые продолжали двигаться даже после того, как барабан останавливали. Все стекляшки имели блестящие, хорошо подобранные друг к другу цвета и создавали узоры, недоступные ни одному другому калейдоскопу 19 века.

Также многообразие постоянно меняющихся картин очень хорошо стимулирует мозг, активизирует творческий потенциал человека.

Калейдоскоп используют музыканты и композиторы, настраиваясь на игру или улавливая появившуюся в мыслях новую мелодию. Считается, что каждому цвету соответствует музыкальная нота: наблюдая узоры в калейдоскопе, видишь музыку.

Калейдоскопы стали использовать даже в медицине. Считается, что разглядывание узоров в калейдоскопе, успокаивает нервы, снимает напряжение и улучшить самочувствие. 15 минут рассматривания картинок калейдоскопа сравнимы с 5 минутами здорового смеха. А ещё он помогает снять усталость зрительного нерва, что особенно важно в современном мире компьютеров и электроники.

За рубежом, калейдоскопы стали столь популярны, что в 1986 году было создано специальное общество любителей калейдоскопов «Brewster Kaleidoscope Society», объединившее всех коллекционеров и профессионалов, художников и теоретиков, производителей и покупателей.

Несмотря на незатейливость этой игрушки, многие изобретатели до сих пор её усовершенствуют, внося в конструкцию что-то своё. В 20 веке был изобретён прибор, с помощью которого можно было фотографировать узоры калейдоскопа. А в настоящее время, в век компьютеризации, уже существуют многочисленные компьютерные программы – симуляторы калейдоскопов. Это широко используется фотографами, дизайнерами в киноиндустрии, рекламе и других областях.

Существенным недостатком калейдоскопа было то, что любоваться узорами, создаваемыми разноцветными стёклышками, может лишь один человек. Но позднее изобретатели предложили проецировать узоры калейдоскопа на большой экран с помощью проекторов, чтобы просматривать могли сразу все желающие.

Существуют различные виды калейдоскопов:

Классический, в котором узоры создаются из кусочков стекла и бусинок;

Гелевый (или масляный), в котором узоры образуются из жидкого вещества;

Колёсный – в нём к торцу трубки прикреплены колесики, которые и создают узоры;

Талейдоскопы (или теледоскопы) – где применяется традиционная оптическая схема, но нет цветной засыпки, а узоры создаются из отражения частичек окружающего нас мира;

Пневматически, который имел внутри вместо обычных цветных стекляшек разноцветные перышки. К калейдоскопу была присоединена "груша", с помощью которой в калейдоскоп накачивается воздух. Перышки хаотично вращаются, создавая чудесную картинку.

Есть калейдоскопы как произведения искусства, украшенные драгоценными камнями, миниатюрные и гигантские. Например, в Японии в 2005 году во время всемирной выставки ЭКСПО был представлен публике грандиозный оптический аттракцион. В павильоне в Нагое построили Башню Земли. По стенам этой трехгранной башни 47 метров в высоту сверху вниз стекала вода, образуя различные узоры, в зависимости от направления солнечных лучей. В местах соединения стен башни выходили струи воздуха, имитирующие ветер. Внутри башни располагался самый большой в мире калейдоскоп. Зрители могли из вестибюля (диаметром больше 40 метров) наблюдать над головой впечатляющие узоры на круглом потолке. По периметру башни были выставлены вкруговую три огромные зеркальные панели. Проникающие через окна башни солнечные лучи падали на вращающиеся большие колеса из цветного стекла и создавали постоянно обновляющиеся многоцветные картины.

Как самостоятельно изготовить калейдоскоп. Материалы и изготовление.

Классический калейдоскоп можно изготовить в домашних условиях.

Для изготовления калейдоскопа понадобится:

плотная картонная трубка (например, рулон от кухонных бумажных полотенец или фольги) (Приложение 1);
картон с зеркальной поверхностью (если нет зеркального картона можно использовать картон чёрного цвета, а для создания эффекта зеркальной поверхности наклеить на чёрную сторону скотч. Или же использовать компакт-диски) (Приложение 2);
наполнитель (различные разноцветные бусины, бисер, пайетки, конфетти, камешки, кусочки разноцветной пластмассы, перышки и др.) (Приложение 3);
плотная прозрачная пленка (или прозрачные пластиковые диски, 3 шт.) (Приложение 4);
линейка, карандаш;
ножницы;
клей или клеевой карандаш;
пергамент (калька);
скотч;
цветная бумага для украшения (Приложение 5).

Этапы изготовления:

Из зеркального картона вырезать три прямоугольные полосы. Длина полосы должна быть примерно на 1,5-2 см меньше длины картонной трубки. Ширина полосы определяется исходя из диаметра трубки. Для этого надо обвести окружность трубки и начертите с помощью транспортира схему (Приложение 6). Длина стороны получившегося треугольника и будет шириной для зеркальной полосы. (Приложение 7)
Три получившиеся полосы сложить на столе почти вплотную длинными сторонами друг к другу и блестящей стороной вниз. Места стыков скрепить скотчем. Свернуть зеркальные полосы так, чтобы образовалась трехгранная призма зеркальными поверхностями вовнутрь. (Приложение 8).
Поместить призму внутрь трубки (Приложение 9) таким образом, чтобы с одной стороны их края совпали. Если призма внутри трубки располагается достаточно свободно и бьётся о стенки, то для фиксации призмы необходимо заполнить пространство между призмой и трубкой каким-нибудь наполнителем (например, ватой или салфетками). (Приложение 10).
Вырезать из прозрачного пластика три круга диаметром, равным диаметром трубы. Один круг сделать матовым, приклеив на него пергамент. (Приложение 11).
Положить один прозрачный круг на призму внутри трубки (с той стороны калейдоскопа, где трубка выше призмы) и закрепить. Насыпать наполнитель на прозрачный круг (разноцветные бусинки, бисер и прочие), сверху положить матовый круг и закрепить. При желании матовый круг можно сделать в виде съёмной крышки, чтобы иметь возможность менять наполнитель. (Приложение 12).
Вырезать из картона круг диаметром, равным диаметру трубки. Сделать в центре отверстие диаметром примерно 1 см. Наклеить с другой стороны калейдоскопа один круг из прозрачного пластика, а сверху круг из картона. (Приложение 13).
Украсить внешнюю сторону калейдоскопа по желанию цветной бумагой или картинками. Калейдоскоп готов для использования. (Приложение 14).

Как работает калейдоскоп?

Калейдоскоп – это оптический прибор-трубка, внутри которой находится система зеркал и цветные стёклышки, образующие симметрично расположенные, красивые цветные узоры, форма которых меняется при вращении калейдоскопа. В основе действия калейдоскопа лежит принцип отражения света от плоских зеркал , образующих между собой угол. Этот прибор использует особенности формирования изображений в наклонных зеркалах. В зависимости от количества зеркал (минимум 2 и до 4-х или более) и угла между ними, калейдоскоп будет формировать несколько симметричных узоров. Различное расположение зеркал позволяет получить разное количество дублированных изображений одного предмета. При углах между зеркалами в 45° получается 8 изображений, при 60° - 6 изображений, при 90° - 4 изображения.

Один конец трубки закрыт матовым стеклом, а с другого конца отверстие малого диаметра закрыто прозрачным стеклом. Человек смотрит в один конец трубки, свет проходит сквозь противоположное отверстие и отражается от системы зеркал, за счет этого и видны симметрично расположенные узоры. (Приложение 15).

Узоры в калейдоскопе практически никогда не повторяются. В популярной книге Я.И. Перельмана «Занимательная физика» сказано: «…Допустим, вы держите в руках калейдоскоп с 20 стеклышками и 10 раз в минуту поворачиваете его, чтобы получить новое расположение отражающихся стеклышек… Океаны высохнут и горные цепи сотрутся, прежде чем будут исчерпаны все узоры… потому что для осуществления всех их понадобится по крайней мере 500 миллиардов лет …».

Заключение.

Мы пополнили свои знания, изучая, что такое калейдоскоп и как появились первые калейдоскопы.
Самостоятельно изготавливая калейдоскоп, мы развивали свои творческие и познавательные способности.
Изготавливая калейдоскоп, мы учились наблюдать красоту окружающего мира, экспериментировать, открывать новые возможности для творчества в декорировании и радоваться работе калейдоскопа.

Список используемых источников и литературы.

Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 1. М., «Наука», 1986, с.142.
Рабиза Ф. Коллекция ускользающих узоров. Большой калейдоскоп, «Наука и жизнь», 1999, № 11.
Тарасов Б.В. Самоделки школьника. М., «Просвещение», 1977, с.40-42.

В работе также использованы материалы с интернет-сайтов:

http://class-fizika.narod.ru/caled1.htm
http://macrame-clot-25.ucoz.ru/publ/istorija_pojavlenija_veshhej/istorija_kalejdoskopa/6-1-0-164
http://kalser.ru/
http://delaempodarok.ru/rebenku/kak-sdelat-kalejdoskop.html
http://naukam.ucoz.ru/publ/tekhnicheskie/zerkala/2-1-0-44
http://compress.ru/article.aspx?id=16757

Предварительный просмотр:

Приложение.

Приложение 1. Плотная картонная трубка.

Приложение 2. Картон с зеркальной поверхностью.

Приложение 3. Наполнитель.

Приложение 4. Плотная прозрачная плёнка.

Приложение 5. Линейка, карандаш, ножницы, клей, пергамент, скотч, цветная бумага.

Приложение 6. Схема нахождение ширины зеркальной полосы.

Приложение 7. Фотография нахождения ширины зеркальной полосы.

Приложение 8. Трёхгранная призма из зеркальной полосы.

Приложение 9. Схема положения призмы в цилиндре.

Приложение 10. Фотография положения призмы в цилиндре.

Приложение 11. Один матовый круг и два прозрачных круга из пластика.

Приложение 12. Положить прозрачный круг на призму внутри трубки, закрепить. Насыпать наполнитель.

Приложение 13. Наклеить с другой стороны круг из прозрачного пластика, сверху из картона.

Приложение 14. Украшаем калейдоскоп.

Приложение 15. Калейдоскоп (вид сбоку).

Смотрим:

Слайд 2

Узнать, как можно самим смастерить калейдоскоп, изготовить калейдоскоп, который работает при использовании. Узнать, что такое калейдоскоп и как он появился. Изготовить миниатюрный калейдоскоп из подручных материалов. Развить свои творческие и познавательные способности, научиться наблюдать красоту окружающего мира и запечатлевать её в декорации и в работе калейдоскопа в домашних условиях. Цель работы Задачи проекта План работы Найти информацию о том, что такое калейдоскоп и об истории его возникновения. Узнать, как можно самим сделать миниатюрный калейдоскоп. Выбрать материалы для изготовления калейдоскопа и изготовить его в домашних условиях. Узнать, как правильно работает калейдоскоп и попробовать его запустить. Сделать выводы.

Калейдоскоп – это проводник в особый мир. Повернув его, можно увидеть удивительные узоры, каждый раз непохожие на те, что видел раньше. Слово «калейдоскоп» происходит от греческих слов: kalos – красивый, eidos – вид и skopeo – смотрю, наблюдаю. В России калейдоскоп называли трубкой, "показывающей красивые виды". Калейдоскоп – это оптический прибор в виде трубки с вставленными в неё под углом друг к другу зеркальными стёклами и положенными между ними цветными стёклышками, бисером и т. п., которые при поворачивании прибора отражаются в зеркалах и создают разнообразные красивые симметричные узоры.

Официальным изобретателем этого прибора считается шотландский физик Дэвид Брюстер (1781–1868), который придумал его в 1816 году и запатентовал. Брюстер с самого детства интересовался свойствами стекла и света. Он был вундеркиндом: в 10 лет он построил свой первый телескоп, а студентом стал в 12 лет. Брюстер обратил внимание, что осколки стекла, помещенные в трубу с зеркалами, создают чудесные симметричные узоры, отражаясь в зеркалах. Первоначально калейдоскоп создавался Брюстером как научный прибор, но получил широкое признание и популярность как игрушка.

Почти сразу же после изобретения устройства началось практическое применение калейдоскопа. Им пользовались художники, создававшие декоративные узоры для тканей, ковров, обоев, керамики. Многообразие постоянно меняющихся картин очень хорошо стимулирует мозг, активизирует творческий потенциал человека. Калейдоскоп используют музыканты и композиторы, настраиваясь на игру или улавливая появившуюся в мыслях новую мелодию. Калейдоскопы стали использовать даже в медицине. Считается, что разглядывание узоров в калейдоскопе, успокаивает нервы, снимает напряжение и улучшает самочувствие. А ещё он помогает снять усталость зрительного нерва, что особенно важно в современном мире компьютеров.

Для изготовления калейдоскопа понадобится: Как самостоятельно изготовить калейдоскоп плотная картонная трубка; картон с зеркальной поверхностью; наполнитель (различные разноцветные бусины, бисер, камешки, кусочки разноцветной пластмассы и др.); плотная прозрачная пленка (или прозрачные пластиковые диски, 3 шт.); линейка, карандаш; ножницы; клей или клеевой карандаш; пергамент (калька); скотч; цветная бумага для украшения.

Этапы изготовления калейдоскопа Из зеркального картона вырезать три прямоугольные полосы. Длина полосы должна быть примерно на 1,5-2 см меньше длины картонной трубки. Ширина полосы определяется исходя из диаметра трубки. Для этого надо обвести окружность трубки и начертите с помощью транспортира схему. Длина стороны получившегося треугольника и будет шириной для зеркальной полосы.

Этапы изготовления калейдоскопа Три получившиеся полосы сложить на столе почти вплотную длинными сторонами друг к другу и блестящей стороной вниз. Места стыков скрепить скотчем. Свернуть зеркальные полосы так, чтобы образовалась трехгранная призма зеркальными поверхностями вовнутрь.

Этапы изготовления калейдоскопа Поместить призму внутрь трубки таким образом, чтобы с одной стороны их края совпали.

Вырезать из прозрачного пластика три круга диаметром, равным диаметром трубы. Один круг сделать матовым, приклеив на него пергамент. Положить один прозрачный круг на призму внутри трубки (с той стороны калейдоскопа, где трубка выше призмы) и закрепить. Насыпать наполнитель на прозрачный круг (разноцветные бусинки, бисер и др.), сверху положить матовый круг и закрепить. Этапы изготовления калейдоскопа

Этапы изготовления калейдоскопа Вырезать из картона круг диаметром, равным диаметру трубки. Сделать в центре отверстие диаметром примерно 1 см. Наклеить с другой стороны калейдоскопа один круг из прозрачного пластика, а сверху круг из картона. Украсить внешнюю сторону калейдоскопа по желанию цветной бумагой.

Калейдоскоп готов для использования.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Список используемых источников и литературы. Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 1. М., «Наука», 1986, с.142. Рабиза Ф. Коллекция ускользающих узоров. Большой калейдоскоп, «Наука и жизнь», 1999, № 11. Тарасов Б.В. Самоделки школьника. М., « Просвещение », 1977, с.40-42. В работе также использованы материалы с интернет-сайтов: http:// class - fizika . narod . ru / caled 1. htm http:// macrame - clot -25. ucoz . ru / publ / istorija _ pojavlenija _ veshhej / istorija _ kalejdoskopa /6-1-0-164 http://kalser.ru/ http://delaempodarok.ru/rebenku/kak-sdelat-kalejdoskop.html http://naukam.ucoz.ru/publ/tekhnicheskie/zerkala/2-1-0-44 http://compress.ru/article.aspx?id=16757

Чем на самом деле является калейдоскоп?

"Лишь сделаю рукой движенье —
И новое в глазах явленье!"

Калейдоскоп (в толковом словаре русского живаго языка Даля) назван «узорником».

В чём существо калейдоскопа?

Калейдоскоп - это оптический прибор, в основе действия которого лежит принцип отражения света от плоских зеркал, образующих между собой угол. Внутри цилиндрической трубки, параллельно ее оси, расположены как минимум две зеркальные пластины, обращенные отражающими поверхностями друг к другу.

Внутри калейдоскопа может стоять от 2-3-х зеркал до 4-х или более. Различное взаимное расположение зеркал позволяет получить разное количество дублированных изображений одного предмета: при углах между зеркалами в 45° — 8 изображений, при 60° — 6 изображений, при 90° — 4 изображения.

Какие разновидности калейдоскопов мы знаем?

Внутри трубки между зеркалами помещают хотя бы несколько кусочков цветного стекла.
Желательно, чтобы предметы, которыми заполняется калейдоскоп для создания узоров, были бы разными по величине и по весу.

Кроме стеклышек в качестве дополнительных компонентов используют металл, пластик, бисер, камни, перламутр, перышки, и др. Один конец трубки закрыт матовым стеклом, а с другого конца отверстие малого диаметра закрыто прозрачным стеклом.

Повернув прибор матовым стеклом к свету, можно видеть через прозрачное стекло симметрично расположенные, красивые цветные узоры , форма которых меняется при вращении калейдоскопа.

Узоры в калейдоскопе НИКОГДА не повторяются.
Поздние (не первые) изобретатели придумали как проецировать узоры калейдоскопа на большие экраны с помощью проекторов.

КАЛЕЙДОСКОП В ТВОИХ РУКАХ

Один из первых калейдоскопов.

А, ты, когда-нибудь, в детстве, пытался сломать калейдоскоп и посмотреть, как он там внутри устроен? Да?
Тогда всё в порядке, ты ничем не отличаешься от миллионов других любопытных от природы, от человеческого естества!

"МИРОВЫЕ" КАЛЕЙДОСКОПЫ

Кроме создания многочисленных орнаментальных узоров для художников, калейдоскопу нашлось даже научное применение.

На протяжении 2-х недель в мае 2005 года посетители парка «Максимилиан» города Хамм в Германии могли в буквальном смысле заглянуть... в самих себя..

В севастопольском эко-парке «Лукоморье» можно посмотреть самый большой в Украине калейдоскоп. Сделал уникальный агрегат в Запорожье Александр Бойко , который по приглашению директора детского городка Николая Помогалова привезёт калейдоскоп в город-герой. По словам Н.Помогалова, длина калейдоскопа составляет 3,08 метра, диаметр 0,6 метра, вес около 80 килограмм.

20 огромных немецких калейдоскопов с разноцветными внутренними емкостями и различными принципами функционирования позволили посетителям окунуться в причудливый мир фантазии.

Калейдоскопы разработал боннский промышленный дизайнер Р. Рау. Акция проводится при поддержке «Funke Kunststoffe GmbH.
Каждая картинка в калейдоскопе, в своем роде неповторимая и мимолетная, завораживала и детей и взрослых.

Уже один только легкий поворот габаритной трубы из ПВХ длиной от 1,70 до 2,20 м разрушал видимую картинку навсегда - и тут же создавал совершенно новую и неповторимую.

В чём смысл калейдоскопов?

Удивительные картинки и узоры калейдоскопа никогда не повторяются.

Как сказано в известной книге советского математика-популяризатораЯ.И. Перельмана, если у вас есть калейдоскоп с 20 стеклышками, и вы будете поворачивать его 10 раз в минуту, то вам понадобится 500 000 миллионов лет, т.е. 500 миллиардов лет (!!!) , чтобы просмотреть все узоры.

Напомню парадоксальный факт : ... Во́зраст Вселе́нной — время, прошедшее с момента появления Вселенной (времени, материи, звезд, планет и т. п.). Согласно современным научным данным Вселенная появилась около 13,75 ± 0,11 млрд лет назад .

Иными словами, это не калейдоскопы существуют во Вселенной,

а десятки Вселенных вмещаются... в одном-единственном калейдоскопе!

Настоящая голография получается!

Как калейдоскопы работают?

Некоторые современные экземпляры калейдоскопов выдерживают более 200 тыс. оборотов на специально изготовленных стальных каркасах, оставаясь при этом неповрежденными.

Какие бывают калейдоскопы?

На всемирной выставке «Экспо 2005» был представлен публике грандиозный японский оптический аттракцион: самый большой из когда-либо сделанных калейдоскопов, который был построен в виде огромной башни высотой 47 метров.

Зрители могли из вестибюля (диаметром больше 40 метров) наблюдать над головой впечатляющие узоры на круглом потолке. По периметру башни были выставлены вкруговую три огромные зеркальные панели.

Проникающие через окна башни солнечные лучи падали на вращающиеся большие колеса из цветного стекла и создавали постоянно обновляющиеся многоцветные картины. .

Калейдоскоп (от греч.καλός — красивый, εἶδος — вид, σκοπέω — смотрю, наблюдаю.)

万華鏡 [ まんげきょう ] [мангэкё:] ==> калейдоскоп

Какова история калейдоскопа?

Калейдоскоп представляет собой цилиндр с зеркалами содержащий свободные цветные объекты рассматриваются как бисер или камешки и кусочки стекла. Как зритель смотрит в один конец, свет входе в других создает красочные картины, в связи с отражением от пробок. Придуман в 1817 году шотландский изобретатель сэр Дэвид Брюстер, «калейдоскоп» происходит от древнегреческого καλός (Kalos), "красивый, красота», εἶδος (эйдос), "То, что видел: форма, форма » и σκοπέω (skopeō), "смотреть на, чтобы изучить", , следовательно, "наблюдатель красивые формы».

Какова история создания калейдоскопов?

Примеры того, что мы видим в трубу калейдоскопа

Брюстер надеялся, что он будет делать большие деньги из этого популярного изобретения. Однако, пробелы и неточности в его заявке на патент позволили другим осуществить всё то, что хотел защитить от копирования изобретатель Брюстер.

Любят ли калейдоскоп сегодня?

Сэр Бейкер (ум. 19 октября 2010), основатель калейдоскопного Брюстер-общества . В его коллекции собранны калейдоскопы самых разных видов, а также написаны книги о многих из художников и их работах за период с 1970 по 2001-й год.

Водной из книг описан калейдоскоп Artistry , который представляет собой оригинальный "сюорщик" из калейдоскопа лиц. Книга содержит фотографии интерьера и экстерьера мнения всех современных художников, занимавшихся калейдоскопом, как инструментом искусства.

Бейкеру приписывают активизацию и возрождение интереса к калейдоскопам в Америке. В 1999 году журнал, посвященный калейдоскопам был опубликован. Он охватывал не только художников, коллекционеров и дилеров, но и всевозможные мероприятия, связанные с калейдоскопами, включая справочные статьи. Этот журнал был создан и отредактирован Бретт Bensley, в то время известным художником- калейдоскистом и стал главным информационным ресурсом о роли и значении калейдоскопов.

Общество "Брюстер Калейдоскоп" является международной организацией для всех калейдоскоп- энтузиастов.

Названо общества в честь изобретателя калейдоскопа, сэра Дэвида Брюстер а; Его целью является живое общение (форум) для калейдоскопистов: художников, коллекционеров и продавцов. С целью развития и сохранения калейдоскопов, как искусства особой формы.

Преимущества членства в этом обществе включают в себя преимущества в получении ежеквартального бюллетеня, возможность посещения ежегодного съезда, мастер-классов и многое другое.

Существует замечательный дух товарищества между членами заботы и распространения этой уникальной организации, и активные участники соглашаются, что наибольшую выгоду из всех является сильной связи и тесные дружеские отношения, которые формируются.

Калейдоскоп был известен ещё с давних времен. В древнем Египте известен праобраз калейдоскопа. Египтяне с восхищением наблюдали за симметричными фигурами, возникающими во время движений танцоров между расставленными вкруговую отшлифованными плитами известняка.
И только через много веков устройство для получения симметричных картинок с помощью зеркал назвали калейдоскопом.
Название свое «калейдоскоп» получил от греческого kalos - красивый, eidos - вид и skopeo - смотрю, наблюдаю. А в России калейдоскоп называли трубкой, "показывающей красивые виды".

У нас в России калейдоскоп появился в конце 18 века и изобрел его великий русский ученый М.В. Ломоносов, который восхищался красотой стекла и изучал различные способы его применения. В своей оде «О пользе стекла» он восторгается:

«Неправо о вещах те думают, Шувалов,
Которые Стекло чтут ниже минералов,
Приманчивым лучем блистающих в глаза:
Не меньше польза в нем, не меньше в нем краса.
Пою перед тобой в восторге похвалу.
Не камням дорогим, не злату, но Стеклу!..»

Три его калейдоскопа в настоящее время хранятся в Эрмитаже. К сожалению, изобретение Ломоносова не было запатентовано, т.к. закон о патентах был принят в России только в 1812 году.

__
_

Считается, что калейдоскоп изобрел английский физик Дэвид Брюстер. В 1816 году он запатентовал свой калейдоскоп. Во время своих экспериментов по поляризации света Брюстер обратил внимание, что осколки стекла, помещенные в трубу с зеркалами, создают чудесные симметричные узоры, отражаясь в зеркалах. Узор менялся в зависимости от того, под каким углом зеркала располагались друг к другу, а также от того, какое количество зеркал использовалось.

После публикации «Трактата о калейдоскопе», написанного Дэвидом Брюстером, изобретение стало чрезвычайно популярным, хотя в начале своего существования не считался игрушкой. Ведь первоначально калейдоскоп создавался Брюстером как научный прибор.

Позднее американский оптик Чарлз Буш вносил усовершенствования в устройство калейдоскопа и разработал, так называемый, «калейдоскоп для гостиной». Который начали производить тысячами. Калейдоскоп представлял собой черный продолговатый цилиндр, поставленный на деревянный штатив. Цилиндр мог поворачиваться на 360 градусов, и имел на конце медный барабан со спицами, за которые этот барабан можно было вращать. Барабан был самой примечательной деталью в калейдоскопе Буша. В нем располагались стекляшки: их было 35 штук, и треть из них была заполнена жидкостью. Внутри жидкости плавали воздушные пузырьки, которые продолжали двигаться даже после того, как барабан останавливали. Все стекляшки имели блестящие, хорошо подобранные друг к другу цвета и создавали узоры, недоступные ни одному другому калейдоскопу 19 века. Буш получил несколько патентов с 1873 по 1874 год. Первый - на герметичные ампулы, заполненные жидкостью, второй - на устройство по замене стеклышек в барабане, что делало барабан устройством многоразового использования; третий - на использование цветного колеса в качестве фона для картинок; четвертый - на четырехногий деревянный штатив, который мог сниматься и делал калейдоскоп легко переносимым устройством.

Здесь представлен старинный калейдоскоп, состоящий только лишь из двух зеркал. Угол между зеркалами можно было регулировать.

__
_

Калейдоскопом сразу увлеклась вся Европа.

Один из французских богачей заказал калейдоскоп в 20 000 франков. Вместо разноцветных стеклышек он приказал положить в него жемчуг и драгоценные каменья. Калейдоскоп воспевали и в прозе, и в стихах!

Смотрю - и что же в моих глазах?
В фигурах разных и звездах
Сапфиры, яхонты, топазы,
И изумруды и алмазы,
И аметисты и жемчуг,
И перламутр - все вижу вдруг!
Лишь сделаю рукой движенье -
И новое в глазах явленье!
___

Почти сразу же после изобретения устройства началось практическое применение калейдоскопа. Им пользовались художники, создававшие декоративные узоры для тканей, обоев или ковров. Особенно значительные успехи в составлении узоров для тканей с помощью необычного инструмента приходятся на конец 19 и начало 20 веков. «Калейдоскопные» мотивы встречаются в работах русских и западно-европейских художников.

В наши дни изобретен прибор, с помощью которого можно фотографировать узоры калейдоскопа и, таким образом механически придумывать всевозможные орнаменты. Калейдоскоп создает узоры поразительной красоты, и, пожалуй, даже фантазии самых плодовитых художников не смогут соперничать с изобретательностью калейдоскопа.

Популярной в свое время игрушке калейдоскоп в прошлом году исполнилось 200 лет. Однако создал его шотландский физик Дейвид Брюстер совсем не для игры. Это было вполне серьезное приспособление для художников и дизайнеров. Прибор помогал им разрабатывать сложные рисунки и орнаменты для тканей, обоев, керамических изделий и пр.

Вкладывая в трубку элементы определенного цвета, художники добивались ожидаемой тематики и наполнения.

Однако почти сразу же калейдоскоп наряду со своим дизайнерским и научным употреблением стал невероятно популярен как детская игрушка. За несколько дней его создателю удалось продать более 30 тысяч штук! Производство даже не поспевало за спросом, так что Брюстеру пришлось обратиться за помощью к сторонним производителям.

Происхождение слова

"Калейдоскоп" этимологически восходит к сразу трем древнегреческим составляющим его словам. Эти слова в переводе звучат как "красивый" плюс "вид" плюс "наблюдаю". Сложив вместе, получим что-то вроде "красивые виды, которые можно наблюдать". Говоря еще проще и короче - "красивые картинки".

Слово "калейдоскоп" мы часто употребляем и в переносном смысле, имея в виду, что жизнь вокруг нас меняется быстро и безвозвратно - как узоры в "волшебной трубе".

Что такое калейдоскоп

Калейдоскоп в словаре Владимира Даля истолковывается как "узорник". Сущность устройства описывается так:

это трубка с двумя зеркальцами клином, где цветные стекляшки отражаются узорочною звездою, переменною, при всяком движении или обороте трубки.

Дополнительно значение слова калейдоскоп можно пояснить. Это оптический прибор, который может состоять из двух, трех, четырех или больше плоских длинных зеркальных пластинок. В обычной детской игрушке калейдоскоп - это призма, в которой зеркальные поверхности "смотрят" друг на друга. Между ними помещаются множество мелких элементов разных цветов.

Итак, простейший калейдоскоп - это детская игрушка. Он состоял обычно из 3 зеркал, закрепленных под углом в 60 градусов и был заключен в длинный цилиндр. На одном конце этого цилиндра помещался окуляр, на другом - пластинка из матового полупрозрачного материала. Заглядывая в окуляр, трубку следовало направлять матовым концом к свету и вращать. Перекатывающиеся осколки, отраженные в зеркалах, образовывали в поле зрения причудливые, самые разные узоры. В игрушке эти узоры, как правило, имели трехлучевую симметрию.

Чем меньше был угол между зеркалами, тем большее число одинаковых изображений получал смотрящий в трубку. Угол в 45 градусов давал восемь изображений, 60 - шесть, а 90 - всего четыре.

Дети всегда были любопытны, а поскольку трубка легко разбиралась, с болтающейся в калейдоскопе мелочью можно было экспериментировать: например, вкладывать внутрь бусинки, бисер, пуговки, кусочки керамики или перламутра, и даже мелкие перья. Подобные эксперименты значительно увеличивали варианты изображений, которые никогда не повторялись. Один поворот трубки - и существующая картинка будет разрушена, а вместо нее появится новая.

Все это будило фантазию и превращало калейдоскоп в интересную игру.

Первые калейдоскопы

Несмотря на запатентованное изобретение уважаемого сэра Брюстера, история калейдоскопа утверждает, что самые первые версии "волшебной трубы" появились благодаря опытам М.В. Ломоносова, когда он изучал свойства стекол и сферы его применения. Несколько экземпляров калейдоскопов, сделанных российским ученым, даже хранятся в Эрмитаже.

Однако из-за досадной бюрократической мелочи - патентов тогда еще не выдавали - калейдоскопы Ломоносова так и не были признаны, а официальная версия изобретения этого оптического приспособления приписывает его Брюстеру.

Возможности калейдоскопа

Хотя калейдоскоп довольно хорошо известен, говорит Я. Перельман в своей книге "Занимательная физика", вряд ли вы сможете сосчитать, сколько разнообразных фигурок получится при вращении этой трубки:

допустим, вы держите в руках калейдоскоп с 20 стеклышками и 10 раз в минуту поворачиваете его, чтобы получить новое расположение отражающихся стеклышек. Сколько времени понадобится вам, чтобы пересмотреть все получающиеся при этом фигуры?

И сам отвечает на этот вопрос:

для этого вам понадобится по крайней мере 500000 миллионов лет. Свыше пятисот миллионов тысячелетий нужно вращать наш калейдоскоп, чтобы пересмотреть все его узоры!

Действительно, давно уже переставший быть новинкой калейдоскоп - это замечательное изобретение.

Кроме того, считается, что наблюдение в калейдоскоп расслабляет и успокаивает, то есть обладает релаксирующим действием, а также дает возможность отключиться от реальности и взглянуть на обыденный мир по-новому.

Виды калейдоскопов

Кроме обычной детской игрушки-трубки, существуют еще несколько совсем уж нетрадиционных подобных приспособлений.

Например, пневматический калейдоскоп. Вместо осколков стекла или бусинок пространство между зеркалами наполняется перышками. Посредством специальной груши с присоединенным к ней шлангом внутрь трубки закачивается воздух, который заставляет перья двигаться.

Теледоскопы (или телейдоскопы) вместо мишуры содержат на конце линзу, которая отражает элементы окружающего мира, визуально дробит их и превращает в узорные картинки.

Особый вариант калейдоскопа - это труба с трубкой потоньше, вставленной перпендикулярно и наполненной гелем или маслом. Мелочь, находящаяся внутри, не пересыпается, а плавает. Перемены картинок при вращении в этом случае происходят постоянно, но не быстро, постепенно сходя на нет после остановки калейдоскопа.

Всемирная выставка "Экспо 2005" представила гостям крупнейший из изготовленных калейдоскопов. Изготовленный изобретательными японцами этот поистине сказать аттракцион представлял собой башню высотой около сорока семи метров. Стоящие в вестибюле этого здания зрители любовались на множество постоянно меняющихся узорных картинок на огромном круге потолка. По краям его, само собой, были вставлены панели из зеркал.

А каким же образом следовало вращать эту башню, спросите вы. В этом-то и заключалась главная хитрость. Лившийся сквозь башенные окна солнечный свет падал на колеса из цветного стекла, которые, поворачиваясь, постоянно обновляли картинки.

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя школа «Земля родная»

ШКОЛЬНАЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ

«Первые шаги - 2016»

Проектная работа

Тема: «Калейдоскоп»

Выполнил:

Рыбачек Степан

ученик 5А класса

МАОУ СОШ «Земля родная»

Руководитель:

Воронюк Елена Васильевна

Новый Уренгой

2016

Содержание

Введение………………………………………………………………………….2

Глава 1. Калейдоскоп – игрушка или прибор?

Глава 2. Результаты проекта…………………………………………………….7

Заключение…………………………………………………………………..…..8

Источники …………………………………………………………………..…. 9

Приложение………………………………………………………………….10-11

Введение

У каждого в детстве была замечательная игрушка – калейдоскоп. Переливающиеся узоры завораживают, можно было часами сидеть и рассматривать их. Но наступал момент, когда очень хотелось узнать – а как они образуются? Разбираешь игрушку и … полное разочарование. Не ясно, не понятно, не интересно…

На уроках физики мы выучили законы света: прямолинейного распространения света, закон отражения и закон преломления. Со своим учителем физики решили изготовить простые оптические приборы, работающие на основе законов света. Это устройства, позволяющее проводить наблюдения, получать изображения, развлекать детишек.

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

Актуальность данной работы – любознательному человеку всегда интересно знать, как что устроено и почему определенные явления происходят именно так.

Целью моего проекта явилось изготовление калейдоскопа.

Задачи проекта:

изучить литературу по теме;

узнать историю возникновения калейдоскопа;

изучить принцип действия калейдоскопа;

изготовить калейдоскоп.

Лишь сделаю рукой движенье -
И новое в глазах явленье!

Глава 1. Калейдоскоп игрушка или прибор?

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

Калейдоскопом сразу увлеклась вся Западная Европа. Быстро о нем узнали и в России. А когда его превратили в игрушку для детей, взрослые как-то к нему охладели. Детей же больше интересовали не красивые узоры, а вопрос: «Что там внутри?» И обычно, чтобы удовлетворить свое любопытство, калейдоскоп вскрывали, разбирали и разочарованные неприглядными осколками выбрасывали их…

На международной выставке в Париже в 1900 году Российской империей был выстроен павильон, получивший название «Дворец миражей».Небольшой зал состоял из шести зеркальных стен,в местах соединения которых размещались на вращающихся подставках тропические растения, колонна восточного храма или фрагмент колоннады знаменитой «Альгамбры» из Испании. По мере поворота подставок посетитель ощущал себя внутри храма или восточного дворца, а то и в тропическом лесу. Зеркальный зал становился огромным и наполнялся толпой, так как посетитель и фрагменты убранства отражались в стенах более 450 раз.

На протяжении 2-х недель в мае 2005 года посетители парка «Максимилиан» города Хамм
в Германии могли в буквальном смысле заглянуть в трубу.
20 огромных калейдоскопов с разноцветными внутренними емкостями и различными принципами функционирования позволили посетителям окунуться в причудливый мир фантазии. Калейдоскопы разработал боннский промышленный дизайнер Р. Рау. (рис.1.)

Каждая картинка в калейдоскопе, в своем роде неповторимая и мимолетная, завораживала и детей и взрослых. Уже один только легкий поворот габаритной трубы длиной до 2 м разрушал видимую картинку навсегда – и тут же создавал совершенно новую и неповторимую.

Оригинальный вариант калейдоскопа был внедрен инженером-изобретателем К. Петкунасом на ковровой фабрике. В нем узоры могли создаваться не только прозрачными цветными кусочками стекла, но и мелкими камешками, цепочками, кольцами и т. п. Для этого конец трубки был сделан из прозрачного органического стекла, а ее торец закрыт непрозрачным кружком. Мелкие предметы для создания узоров теперь освещались только боковым светом и хорошо отражались зеркалами трехгранной призмы. Узоры получались еще разнообразнее и оригинальнее

Рис. 1 Калейдоскоп Р.Рау.

На всемирной выставке «Экспо -2005» был представлен публике грандиозный оптический аттракцион: самый большой из когда-либо сделанных калейдоскопов был построен в виде огромной башни высотой 47 метров. (рис.2).

Рис. 2 Калейдоскоп на Экспо-2005.

Зрители могли из вестибюля диаметром больше 40 метров наблюдать впечатляющие узоры на круглом потолке. По периметру башни были выставлены вкруговую три огромные зеркальные панели. Проникающие через окна башни солнечные лучи падали на вращающиеся большие колеса из цветного стекла и создавали постоянно обновляющиеся многоцветные картины.

Калейдоскоп в толковом словаре Даля назван «узорником». А далее описывается его устройство: «это трубка с двумя зеркальцами клином, где цветные стекляшки отражаются узорочною звездою, переменною, при всяком движении или обороте трубки».

Калейдоскоп – это оптический прибор, в основе действия которого лежит принцип отражения света от плоских зеркал, образующих между собой угол.

Изображение в плоском зеркале мнимое ("за зеркалом"), прямое (неперевернутое), 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 изготавливается из очень гладкого стекла, покрытого с обратной стороны тонким слоем хорошо отражающего металла, поэтому практически весь падающий на зеркало свет отражается в одном направлении. Любые другие гладкие поверхности (полированные, лакированные, спокойная водная поверхность) тоже могут дать зеркальное отражение. Если гладкая поверхность еще и прозрачная, то лишь небольшая часть света отразится, и изображение не будет столь ярким.

Внутри калейдоскоп может стоять от 2-3-х зеркал до 4-х или более. Различное взаимное расположение зеркал позволяет получить разное количество дублированных изображений одного предмета: при углах между зеркалами в 45° - 8 изображений, при 60° - 6 изображений, при 90° - 4 изображения.

В качестве наполнителя используются бусинки, стеклышки, кусочки бумаги, перышки и т.д.. Узоры в калейдоскопе практически никогда не повторяются. Как сказано в известной книге Я.И. Перельмана, если у вас есть калейдоскоп с 20 стеклышками, и вы будете поворачивать его 10 раз в минуту, то вам понадобится 500 000 миллионов лет,
чтобы просмотреть все узоры.

Самая главная деталь калейдоскопа - трехгранная зеркальная призма. Если нет зеркала, то можно использовать обычные стекла, окрашенные с одной стороны черной краской, в таком случае окрашенная сторона должна быть снаружи. Грани призмы необходимо закрепить. Затем призму помещают в цилиндр. Концы цилиндра закрывают, с одной стороны – это матовое стекло, с другой стороны – прозрачное. Откуда же берутся узоры?! Между стеклами необходимо разместить «узорную камеру», именно туда помещаются бусины и стекляшки, которые многократно отражаясь, дают неповторимые узоры.

Калейдоскоп используется художниками для создания различных узоров, например – для обоев, ткани, ювелирных украшений и т.д.

Калейдоскопы используют и в медицине. Доктор Клиффорд Кун глава Отделения психиатрии и поведенческих наук в университете Кентукки начинал с коллекционирования калейдоскопов, а потом ввел их в свою практику лечения пациентов. Разглядывание узоров в калейдоскопе, успокаивает нервы, снимает напряжение и стресс. Сейчас в Америке и Европе такой метод лечения уже не является экзотическим.

Глава 2. Результаты работы

Для изготовления своего калейдоскопа я взял:

Пластик зеркальный с папиной работы,

Туба картонная из под детского новогоднего подарка

Оргстекло прозрачное, и наждачная бумага чтобы матировать оргстекло

И еще черный пластик.

Вырезали звездочки из цветной бумаги.
Собранную призму из пластика поместили в картонный цилиндр.

Схема сборки:

Так как туба у нас оказалась слишком длинной, мы часть отпилили с помощью ножовки. С другой стороны дрелью просверлили смотровое отверстие. Вырезали черный диск со смотровым отверстием и вставили его внутрь тубы. Вырезали три зеркальных кусочка пластика и собирали призму. Собранную призму помемтили в картонную тубу. Для изготовления узорной камеры установили за призмой круг из прозрачного стекла. Потом изготовили тонкое кольцо и установили за прозрачным стеклом. Вырезали из бумаги любые геометрические фигурки и засыпали их внутрь этого кольца. И последний шаг – установили матированное стекло.

Готово!!!

Заключение

Захватывающая игра света и формы, никогда не повторяющиеся орнаменты, карнавал превращения одних узоров в другие – в простой конструкции калейдоскопа скрывается целая вселенная, которая не оставляет равнодушными ни детей, ни взрослых. Не забывайте и о пользе калейдоскопов! Эти простые приспособления развивают абстрактное мышление, творческий взгляд на мир и художественный вкус. Наблюдение сменяющих друг друга орнаментов снимает стресс и одновременно способствует концентрации внимания, что так важно для перегруженных информацией современных школьников. А тем, кто проводит много времени у компьютера и телевизора, калейдоскоп поможет уменьшить усталость зрительного нерва и тем самым сохранить зрение.

Калейдоскоп изначально был и остается оптическим прибором, основанным на принципах отражения плоского зеркала. При создании калейдоскопов мне пришлось воспользоваться математическими навыками – рассчитать углы между гранями, вписать призму в цилиндр и т.д. Это было интересно и познавательно.

Подобрав наполнитель для узорной камеры калейдоскопа, можно создавать свою неповторимую коллекцию узоров, используя эти мотивы в дальнейшем творчестве.

Источники

Зеркало/Википедия (электронный ресурс )