Подготовьте сообщение об устройстве калейдоскопа. История калейдоскопа (15 фото)

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 , 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 : ... 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 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.

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 (Kalos), "красивый, красота», (эйдос), "То, что видел: форма, форма » и (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 . 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.

Является международной организацией для всех калейдоскоп- энтузиастов.

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

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.

Здесь Вы можете стать членом крупнейшего в мире "Общества калейдоскопистов". Выне перестанете никогда удивляться артистизму и мировому классу достижений в этой захватывающей форме искусства !

Калейдоскоп. Калейдоскоп событий, калейдоскоп истории, события крутятся как в калейдоскопе… Такие привычные клише. А ведь в детстве при слове калейдоскоп возникала лишь одна простая ассоциация – игрушка. Вообще детские игрушки очень часто скрывают за собой долгую интересную историю, иногда игрушки становятся увлечением всей жизни. Взрослые нередко перенимают свои увлечения у детей. Так, кстати было с марками – почтовые марки сначала собирали дети и играли с ними как с фантиками, обменивались, хвастались. Теперь же всерьез собирают марки далеко не только дети, за марками охотятся, на них копят деньги долгие годы, кто-то готов отдать все за какой-нибудь особенно ценный экземпляр, иногда марка стоит коллекционеру жизни. Но не будем далеко отходить от предмета нашего сегодняшнего разговора. Вернемся к калейдоскопу.

Эту яркую и вроде бы простую, но завораживающую детскую игрушку придумал в 1816 году шотландский физик Сэр Давид Брюстер. Брюстер с самого детства интересовался свойствами стекла и света. В 10 лет он построил свой первый телескоп. Потом были годы учения в Университете Эдинбурга (кстати, Брюстер был вундеркиндом, студентом он стал в 12 лет), изучение оптики и физики света, множество научных открытий. Интересно, что Брюстер, человек поистине многогранный, едва не стал проповедником: помешала лишь природная скромность.

Выйдя на кафедру в первый раз, Брюстер буквально потерял голос и уже никогда не решился читать проповеди. Современники писали, что тот день был горем для Церкви и счастьем для науки. Наука действительно приобрела гения. Однако Брюстер – изобретатель двояковыпуклого стереоскопа, полигональных зеркал, поляриметра и конструктор линз для маяков - по иронии судьбы обрел славу через простую, казалось бы, детскую игрушку. Калейдоскоп принес Брюстеру славу первооткрывателя, но не принес ни копейки денег. Патент оформляли как-то слишком нерасторопно, и предприимчивые дельцы быстро освоили технологию и простые по своему исполнению игрушки появились во всех магазинах.

Изобретение Брюстера «раскрасило» жизнь – представители всех классов и сословий, независимо от возраста радостно наблюдали за причудливыми узорами, которые никогда не повторялись. Справедливости ради скажу, что Брюстер был человеком, которого любила фортуна – сорок лет он прожил в счастливом браке, был отцом четырех сыновей и двух дочерей. Кстати, младшая дочь родилась от второй жены (первая умерла, когда Брюстеру было 66 лет). Повторно женился сумасшедший счастливый гений уже в 75 лет.Отвлечемся на секундочку и добавим рассказу патриотизма. Говорят, что раньше Брюстера изобрели калейдоскопы в России. А сделал это никто иной, как Ломоносов, но Михайло Васильевичу не приходило в голову запатентовать «безделицу».

Калейдоскоп Девида Бюстера принс своему автору славу, но и только. Патент был оформлен слишком поздно, и за это время многие предприимчивые дельцы успели не только по достоинству оценить изобретение, но и перехватить эту новую потрясающую идею. Вскоре в магазинах всей страны появились эти простые по исполнению, но, на тот момент, совершенно оригинальные игрушки. Брызгами цветных осколков стекла, многократно отражённых зеркалами, калейдоскоп ворвался в монотонную жизнь всех обывателей того времени, независимо от возраста, класса и социального положения. Давать калейдоскоп в подарок стало доброй шотландской традицией.
Когда известие о чудном европейском изобретении докатилось до Америки, шел уже 1870 год. Американский ученый Чарльз Буш, к которому попал один из привезенных из Европы калейдоскопов, необычайно 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" - трубу из черного плотного картона, с бронзовым поворотным колечком на конце, подвижно закрепленную на красивой деревянной подставке.

Калейдоскоп не просто игрушка. Чем больше я узнавала о нем, тем больше понимала, что калейдоскоп это философия. Да-да, именно так. Вы знаете, с чем непременно сравнивают калейдоскоп, и сравнению этому посвящают целые научные труды? С мандалой. Есть даже легенда, что египтяне впервые создали во время своих медитаций нечто вроде калейдоскопа, использовав тщательно отполированные осколки известняка. Поэтому особенно преданные своей страсти коллекционеры и художники, любят наделять калейдоскопы какой-то магической силой воздействия на человека. Они говорят, что калейдоскоп вдохновляет ум и пробуждает сердце.

Существуют даже целые направления медитации с калейдоскопом, люди медитируют, разглядывая узоры, есть даже специальное обозначение – медитоскоп. Медитоскоп даже получил свое развитие, став чакроскопом. Чакроскоп придумала и создала Мэрил Энн Батлер, художница, увлекающаяся теорией цвета и ее воздействия на организм человека. Традиционные цвета, используемые в калейдоскопах, отвечают за определенные участки в чакрах и теле человека. Мэрил Батлер добавила еще четыре цвета, которые традиционно отвечают за женское начало (серебряный), мужское начало (золотой), перерождение (фуксия) и любовь (розовый). Упражнения с чакроскопом, по мнению Батлер, позволяют человеку открыть свое «внутренне зрение».

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.

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.

У калейдоскопа множество поклонников: и дети, которые разглядывают узоры, в качестве забавы, и художники, которые создают сложнейшие и красивейшие узоры, просчитывают невероятные композиции, подбирают материалы, инженеры, коллекционеры, врачи и философы. За рубежом, калейдоскопы стали столь популярны, что в 1986 году Коузи Бейкер создала специальное общество, объединившее всех коллекционеров и профессионалов, художников и теоретиков, производителей и покупателей - Brewster Kaleidoscope Society.

Пожалуй, невозможно охватить все то, чем занимается общество, это свой отдельный, огромный мир – мир людей, ушедших за игрой цвета и форм. Кстати о формах, существует несколько типов калейдоскопов. Собственно классический калейдоскоп: система зеркал, в которой отражаются разноцветные кусочки стекла. Телейдоскоп - вместо пересыпающейся мишуры в телейдоскопе стоит обычная линза, а мозаика состоит из предметов окружающего мира. Гибрид калейдоскопа и телейдоскопа - картинка состоит и из стекла и из предметов окружающего мира. Параскоп, в котором можно наблюдать объемную картинку. И масляный калейдоскоп, где вместо кусочков стекла - трубка, заполненная маслянистой жидкостью с разнообразными кристалликами.

Пожалуй, чаще всего, мы знакомы с калейдоскопом, представляющим из себя пластмассовую или металлическую трубку с ободом на конце, но на самом деле форм и видов калейдоскопов множество, некоторые из них – настоящие произведения искусства. А вот самый большой в мире калейдоскоп построили в Японии в 2005 году во время выставки ЭКСПО. 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. В павильоне раздавались мелодичные звуки, которые исходили от трех ветряных мельниц, установленных рядом с башней. Внутри башни располагался самый большой в мире калейдоскоп.

Очень поэтично назван калейдоскоп в «Толковом словаре» В.Даля: «Узорник – это трубка, с двумя зеркальцами клином, где цветные стекляшки отражаются узорною звездою, переменною, при всяком движении или обороте трубки» (http://www.dict.t-mm.ru/dal/k/kale.html)

Как же сделан калейдоскоп? Что же там такое внутри, что позволяет видеть столь много узоров, которые никогда не повторяются? Это только некоторые вопросы, которые возникают, как только Вам в руки попадает калейдоскоп. Приоткроем завесу тайны над устройством этой игрушки.

Калейдоскоп - это источник вдохновения. Когда видишь бесконечно складывающиеся узоры, понимаешь, что мир безграничен, как безгранична человеческая фантазия.
Калейдоскоп - это генератор положительного поля. Он способен создать настроение, разогнать тоску, улучшить самочувствие. 15 минут рассматривания картинок калейдоскопа сравнимы с 5 минутами здорового смеха.
Калейдоскоп - это домашний терапевт. Он помогает снять усталость зрительного нерва, что особенно важно в современном мире компьютеров и электроники. А еще он улучшает тонус при болезни и ускоряет процесс выздоровления
Люди, взявшие его в руки, не расстаются с ним. 25 узорообразующих элементов не повторяются в течение 500 млн. лет.

Калейдоскоп – это устройство, очень похожее на подзорную трубу или телескоп. Устройство это снабжено зеркалами, поставленными под определённым углом (треугольной призмы). В одном из оснований призмы - двойное стеклянное дно, между стёклами насыпаны мелкие разноцветные предметы. В противоположном основании призмы - окуляр (рис.4).

При фиксированном положении калейдоскопа из предметов складывается картинка в «основном » треугольнике. Она многократно отражается в стенках‐зеркалах, и наблюдатель через окуляр видит симметрично‐правильный разноцветный узор. При повороте калейдоскопа предметы пересыпаются, возникает новый, но тоже правильный узор.

Важно, что видимая картина «устойчива », не изменяется при небольших шевелениях калейдоскопа. Чтобы узор был «устойчивым » и симметричным - лишь в этом случае устройство называют калейдоскопом, - для построения призмы подходят только три вида треугольников.

В самом распространённом типе калейдоскопов треугольник в сечении призмы - равносторонний, у которого углы равны 60°. Этот вариант удобен и с производственной точки зрения - все зеркала одинаковые

Если рассматривать призмы не только с треугольным основанием, то калейдоскоп можно построить и на основе многоугольников.

5. Изготовление калейдоскопа

Для изготовления калейдоскопа понадобятся: зеркальные поверхности (полоски зеркала, пластины из дисков, фольга и т.п.), скотч или клейкая лента, ткань (желательно белая не плотная) или матовая пластиковая плёнка, пластиковые диски (прозрачные), цилиндрические поверхности (втулка от бумажного полотенца, коробка от чипсов или ушных палочек и т.п.), мелкие разноцветные предметы (пуговицы, бисер, бусинки), цветная бумага для украшения, клей, ножницы (приложение 1).

Самая главная деталь калейдоскопа - зеркальная призма . Она может содержать разное количество зеркал. Грани призмы необходимо закрепить с помощью скотча. Удобнее всего мастерить призму с равносторонним треугольником в основании (конструкция получается жёсткой). Затем призму помещают в цилиндр, и фиксируют, уплотняя зазоры бумагой или любым другим материалом.

Концы цилиндра закрывают, с одной стороны окуляром, а с другой стороны помещают "узорную камеру"-между стеклами (прозрачным и матовым) помещают бусины и стекляшки, которые многократно отражаясь, дают неповторимые узоры.

Матовое стекло можно заменить неплотной тканью (её удобно крепить с помощью двухстороннего скотча к цилиндрической поверхности).

Выводы: Для того, чтобы узор в калейдоскопе был симметричный и четкий надо придерживаться следующих правил:

1. Два зеркала должны быть расположены под углом, делящим круг на целое количество частей.

2. Объект должен быть расположен непосредственно перед отражающими поверхностями.

3. Наполнитель для узорной камеры калейдоскопа, желательно подбирать разноцветный, не больших размеров и прозрачный.

4. Лучшая точка для наблюдения орнамента - максимально близкая к стыку зеркал.

5. Попадающие в пространство между двумя зеркалами объекты отражаются в них, отражаются их отражения и отражения их отражения, образуя симметричный круговой узор, оживающий при движении объектов относительно калейдоскопа.

Заключение

"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".

Калейдоскоп - это генератор положительного поля. Он способен создать настроение, разогнать тоску, улучшить самочувствие. Пятнадцать минут рассматривания картинок калейдоскопа сравнимы с пятью минутами здорового смеха. Калейдоскоп - это домашний терапевт.

Он помогает снять усталость зрительного нерва, что особенно важно в современном мире компьютеров и электроники. Калейдоскоп - такая полезная игрушка. Принцип её работы основан на свойствах зеркальной симметрии. Экспериментируя с зеркалами была доказано, что количество отражений объекта в зеркалах зависит от величины угла между ними: чем меньше угол, тем больше изображений.

Гипотеза подтвердилась. В процессе создания калейдоскопов было подмечено, что наиболее простым в изготовлении является калейдоскоп с зеркальной правильной треугольной призмой (в основании равносторонний треугольник).

Знания о зеркальной симметрии, полученные при работе над проектом дали ответ на многие вопросы связанные с этим явлением и его применением: понятна работа зеркального лабиринта, применение зеркал в интерьере - расширяет пространство, в создание различных симметрияных узоров, например – для обоев, ковров, тканей, ювелирных украшений используется зеркальная симметрия.

Практическая значимость:

Приобретен опыт применения математических знаний на практике.
Создан буклет с инструкцией по изготовлению калейдоскопа и объяснением принципа работы.
Получена возможность использования материалов исследования, компьютерной презентации на занятиях факультатива.

Источники информации

1. Калейдоскопы и группы отражений / Э. Б. Винберг. Математическое просвещение. Серия 3. 2003. Вып.7. с. 45-63.

2. Математика: Наглядная геометрия. 5-6 кл. : учебник / И.Ф. Шарыгин, Л. Н. Ернаджиева. - 2-е изд., стереотип. - М: Дрофа, 5015. -189 с.

3. Математическая составляющая / Редакторы-составители Н. Н. Андреев, С. П. Коновалов, Н. М. Панюнин. - М. : Фонд «Математические этюды », 2015. - 151 с.

В этом году исполняется 200 лет любопытному оптическому прибору, который каждый из нас в детстве хоть разок да держал в руках. Создал его шотландский физик Дэвид Брюстер в ходе экспериментов с поляризацией света. Прибор Брюстер назвал калейдоскопом.

Зеркала в трубке

Конструкция калейдоскопа очень простая: трубка, внутри которой находятся несколько продольных зеркал, сложенных под углом. Между зеркалами помещены цветные элементы (чаще всего стёклышки), их многократные отражения создают симметричные узоры, меняющиеся при поворачивании трубки вокруг продольной оси. В зависимости от количества зеркал и угла между ними получается разное количество дублированных отражений: 45°(четыре зеркала) - 8, 60°(три зеркала) - 6, 90°(два зеркала) - 4. Один конец трубки закрыт матовым стеклом, а с другого конца отверстие малого диаметра закрыто прозрачным стеклом. Кроме стеклышек в качестве компонентов используют металл, пластик, бисер, камни, перламутр, перышки. Вот и вся механика с оптикой.

Изобретатель калейдоскопа

Дэвид Брюстер (David Brewster) известен не только как изобретатель калейдоскопа. Он один из крупнейших физиков-оптиков XIX столетия, современники называли его «отцом экспериментальной оптики» и «Иоганном Кеплером в оптике. Его именем назван открытый им в 1815 году закон оптики, «выражающий связь показателей преломления двух диэлектриков с таким углом падения света, при котором свет, отражённый от границы раздела диэлектриков, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения» .

Кроме калейдоскопа Брюстер изобрёл бинокулярную камеру, два типа поляриметров, многозональный объектив, улучшенную версию стереоскопа («линзообразный стереоскоп» Брюстера стал первым портативным устройством для просмотра 3D изображений). Кроме экспериментальной оптики Брюстер занимался популяризацией научных открытий, был редактором 18-томной Эдинбургской энциклопедии и автором биографии Исаака Ньютона.
Родился он 11 декабря 1781 года в Джедборо (Шотландия) в семье директора школы. Дэвид был третьим из шести детей в семье. В 12 лет его отослали на учёбу в Эдинбургский университет. В университете он изучал… теологию, принял сан священника и даже стал одним из основателей Свободной шотландской церкви. Был фармацевтом и адвокатом, а с 1801 года стал серьёзно заниматься физикой, преимущественно оптикой, которой в дальнейшем и посвятил всю свою жизнь. В 1815 году Брюстер был избран членом Королевского общества в Лондоне, в 1821-м стал иностранным членом Шведской Королевской академии наук, а в 1830-м - иностранным почётным членом Петербургской академии наук. В 1859 году сэр Дэвид стал ректором своего родного Эдинбургского университета. Придерживаясь христианских вероучений, Брюстер выступал против идей изменения видов и теории эволюции (судя по всему, к Чарлзу Дарвину относился весьма критически). Был дважды женат. Его первая супруга, Джульетта Макферсон, была дочерью Джеймса Макферсона, известного своими «переводами» с гэльского поэм Оссиана (поэмы Оссиана - литературная мистификация). От первого брака у супругов родилось четыре сына и дочь. Во второй раз Брюстер женился, отпраздновав своё 75-летие, в 1857-м, на Джейн Кирк Пернелл. Умер сэр Дэвид на 87 году жизни 10 февраля 1868-го, похоронен в родных местах рядом с первой женой и вторым сыном. В честь физика назван минерал брюстерит и кратер на Луне.

Как был изобретён калейдоскоп

Во время своих экспериментов по поляризации света в 1815 году 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. К 1816-му сложилась первоначальная конструкция калейдоскопа. Он представлял собой трубку с парами зеркал на одном конце и 2-х пар полупрозрачных дисков на другой, между которыми располагался бисер. То ли в 1816-м, то ли в 1817-м (источники расходятся в датах) Брюстер запатентовал свой калейдоскоп и решил на нём заработать. В качестве фирмы-производителя своих калейдоскопов он выбрал фирму известного тогда изготовителя ахроматических объективов Филиппа Карпентера. Дело пошло с большим успехом. За первые три месяца 1818 года в Лондоне и Париже было продано не менее 200 тысяч калейдоскопов. Популярность новой оптической игрушки, а именно так стали воспринимать калейдоскоп, росла как на дрожжах. Этому способствовал и «Трактат о калейдоскопе», написанный автором изобретения. Но вот получить очень большие деньги Брюстеру не удалось: пробелы и неточности в его заявке на патент позволили другим осуществить всё то, что хотел защитить от копирования изобретатель Брюстер.

Калейдоскоп в России

Появление калейдоскопа в России наложилось на период романтизма в русской культуре. В это время вошли в моду витражи, живописцы увлекались изображением природных световых явлений: закатов, рассветов, молний. Возник интерес к так называемым транспарантам - прозрачным картинам. Калейдоскопы с их вечно изменяющимися узорами, пришлись как нельзя кстати, поскольку соответствовали эстетике эпохи романтизма. Баснописец А. Измайлов с восторгом писал в 1818 году в журнале «Благонамеренный»:
«Смотрю – и что же в моих глазах?
В фигурах разных и звёздах
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!»
Можно, конечно, упоминание драгоценных камней счесть за поэтическую гиперболу, но говорят, что какой-то богач заказал калейдоскоп, в котором вместо стекол узоры слагались из драгоценных камней. Стоил этот калейдоскоп, надо полагать, баснословных денег.

В 1870-х годах американский оптик Чарлз Буш разработал так называемый «калейдоскоп для гостиной», который представлял собой чёрный продолговатый цилиндр, поставленный на деревянный штатив. Цилиндр поворачивался на 360 градусов, и имел на конце медный барабан со спицами, за которые этот барабан можно было вращать. Барабан был самой главной деталью в калейдоскопе Буша. В нем располагались 35 стекляшек, треть из которых 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.

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

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.

Известный советский популяризатор науки Я.И. Перельмана писал что, если у вас есть калейдоскоп с 20 стеклышками, и вы будете поворачивать его 10 раз в минуту, то вам понадобится 500 миллиардов лет (!!!), чтобы просмотреть все узоры (по современным представлениям возраст нашей Вселенной 13,75±0,11 млрд лет). Ну что, всё правильно: Вечность во Вселенной-Калейдоскопе складывает узоры из мгновений.

Виды калейдоскопов

Есть несколько основных разновидностей калейдоскопов:

Классический калейдоскоп с разноцветной засыпкой, которая перемещается при вращении корпуса калейдоскопа вокруг своей оси.

Гелевые (или масляные) калейдоскопы существуют в нескольких вариантах исполнения. Объединяет их всех наличие гелеобразного вещества, в котором присутствует разноцветная засыпка, иногда в виде бисера, цветных стекол, фигурных элементов из фольги и других материалов. В них перед глазами возникает эффект движения благодаря перетеканию гелевого раствора с разноцветной засыпкой, который отражается в системе зеркал.

Калейдоскоп с вращающимися кольцами больше известен в странах Востока, чем в России. Традиционная оптическая схема из трёх зеркал внутри отражает узоры, которые создаются вращением одного или двух колец на торце трубки.

Талейдоскопы - изделия с традиционной оптической схемой, не имеющие внутри цветной засыпки. Узоры создаются из отражения частичек окружающего нас мира. Фрагмент изображения, на который направлена труба талейдоскопа, увеличивается благодаря линзе и многократно отражается от зеркальной внутренней призмы. Внутри талейдоскопа привычное нам окружение трансформируется в необыкновенный мир.

Что в имени сокрыто?

Слово «калейдоскоп» по сути своеобразная аббревиатура трёх греческих слов:
καλός - красивый,
εἶδος - вид,
σκοπέω - смотрю, наблюдаю.
Забавно, что первое слово, если его произнести («калос»), навевает мысли не о чём-то красивом, а совсем даже наоборот. Ну, это явление нередкое: часто слова благозвучные в одном языке, весьма неблагозвучны в другом.
Владимир Иванович Даль в своём Словаре называет калейдоскоп ещё и узорником, но вот переносное значение ещё не приводит. В современных словарях приводятся два толкования слова «калейдоскоп»: прямое - оптический прибор-игрушка, и переносное -быстрая смена явлений, лиц, событий.

Калейдоскопные узоры без калейдоскопа

В принципе калейдоскопные узоры можно сгенерировать и без калейдоскопа. Нужны только исходные картинки, известная ловкость рук и немного фотошопа. Вырезаешь первичный треугольник, а потом его зеркально отображаешь с трёх сторон. Можно и два и три раза отобразить. Узоры получаются тоже довольно интересные. Вот на закуску серия «Времена года» (исходные фото свои, не чужие):

Времена года

Зима

Весна

Лето

Осень

И маленькая серия «Цветок и волны» :

А в заключении скажу, перефразируя сами знаете кого:
- Что наша жизнь ? Сплошной калейдоскоп!

Полный альбом фотокалейдоскопоузоров как всегда в Источнике.

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Ягуновская средняя общеобразовательная школа»

Кемеровского муниципального района

«Мы –дети ХХI века»

проект

«Коллекция ускользающих узоров»

Выполнила: Бойкова Д., ученица 5 класса

Руководитель: Бойкова С.В.

Ягуново, 2015

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

Глава 1. Калейдоскоп – игрушка или прибор?

Глава 2. Результаты проекта………………………………………………….8

Заключение……………………………………………………………………..9

Источники …………………………………………………………………….10

Приложение……………………………………………………………………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…

Мне стало очень интересно, как устроен калейдоскоп, и могу ли я сделать его сама.

Целью моего проекта явилось создание калейдоскопа.

Задачи проекта:

Обзор литературы по теме.

Создание опытных экземпляров калейдоскопов из разных материалов.

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.

При жизни Ньютон более всего был известен своими исследованиями в области оптики.
А его труд «Оптика» в течение десятилетий считался энциклопедией науки о свете.
В Сиракузах, где поджигал с помощью зеркал вражеские корабли, ему был установлен памятник, изображающий ученого со сферическим зеркалом в руках, направленным
в сторону моря.
писал свои трактаты с помощью зеркала . Его рукописи впервые были расшифрованы лишь три столетия спустя.

Первый оптический семафорный телеграф связал в конце 17 века Париж с городом Лиллем.
К середине 19 века в России действовало уже несколько оптических телеграфных линий, крупнейшей
из которых была линия Петербург – Варшава, которая имела 149 промежуточных пунктов.
Сигнал между этими городами проходил всего за несколько минут, причем, только днем и при хорошей видимости.

Живые зеркала – светящиеся в темноте или блестящая рыбья чешуя, переливающаяся всеми цветами радуги – это хорошо отражающие свет поверхности.

У некоторых животных работа глаза основана на зеркальной оптике. Природа создала многослойные зеркала. Важной структурой глаза, улучшающей ночное зрение многих наземных животных, ведущих ночной образ жизни является плоское многослойное зеркальце «тапетум», благодаря которому и светятся в темноте глаза. Поэтому глаз кошки может видеть окружающие предметы при освещенности
в 6 раз меньшей, чем требуется человеку. Такое же зеркальце обнаружено у некоторых рыб.

Глава 2. Результаты работы

Для создания калейдоскопа необходимо было собрать трехгранную призму. При этом грани должны были быть равными. Мы взяли стекло с шириной 24 см и длиной 65 см. При сборке призмы, между гранями получается угол в 60 градусов, поэтому в калейдоскопе будет 6 отражений. Работа проводилась по алгоритму:

Для создания калейдоскопа были взяты три обычных стекла.

Стекла окрашивали краской (рис.)

Собрана стеклянная призма, которую поместили в картонный цилиндр (рис.).

Из прозрачного плексигласа сделали узорную камеру, поместив внутрь различные предметы (рис).

Готово!

В данном калейдоскопе использовались гладкие стекла и поэтому видны четкие отражения. Мы создали еще один калейдоскоп, но вместо стекол использовали металлическую зеркальную пластину. В результате – ничего не получается, т.к. не соблюдается принцип- «угол падения равен углу отражения».

Рис. 5. Рассеянный свет и отражение.

Заключение

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. Оказалось, что металлическая зеркальная поверхность не отражает лучи по принципу плоского зеркала, поэтому калейдоскопных узоров не получается. http://www.nkj.ru/archive/articles/9935/ -30 января 2015г.).

Старинные стеклянные зеркала (электронный ресурс

Приложение 1