Värviliste klaasidega toru sees. Kaleidoskoobi valmistamine

Tänavu möödub 200 aastat uudishimulikust optilisest seadmest, mida igaüks meist lapsepõlves vähemalt korra käes hoidis. Selle lõi Šoti füüsik David Brewster valguse polarisatsioonikatsete käigus. Brewster nimetas seadet kaleidoskoobiks.

Peeglid torus

Kaleidoskoobi disain on väga lihtne: toru, mille sees on mitu nurga all kokkuvolditud pikipeeglit. Peeglite vahele asetatakse värvilised elemendid (kõige sagedamini klaasid), mille mitmekordne peegeldus loob sümmeetrilisi mustreid, mis muutuvad toru pööramisel ümber pikitelje. Sõltuvalt peeglite arvust ja nendevahelisest nurgast saadakse erinev arv dubleeritud peegeldusi: 45° (neli peeglit) - 8, 60° (kolm peeglit) - 6, 90° (kaks peeglit) - 4. Üks ots toru osa on suletud mattklaasiga ja teises otsas on väikese läbimõõduga auk kaetud läbipaistva klaasiga. Lisaks klaasile kasutatakse komponentidena metalli, plastikut, helmeid, kive, pärlmutrit, sulgi. See on kõik optikaga mehaanika.

Kaleidoskoobi leiutaja

David Brewster(David Brewster) on tuntud mitte ainult kaleidoskoobi leiutajana. Ta on üks 19. sajandi suurimaid optikafüüsikuid, tema kaasaegsed nimetasid teda "eksperimentaalse optika isaks" ja "Johannes Kepleriks optikas". Tema järgi on nimetatud tema 1815. aastal avastatud optikaseadus. "väljendades kahe dielektriku murdumisnäitajate seost sellise valguse langemisnurgaga, mille korral dielektrikute vaheliselt liideselt peegeldunud valgus polariseerub täielikult langemistasandiga risti olevas tasapinnas".

Lisaks kaleidoskoobile leiutas Brewster binokulaarse kaamera, kahte tüüpi polarimeetrid, mitmetsoonilise läätse ja stereoskoobi täiustatud versiooni (Brewsteri läätsekujuline stereoskoop oli esimene kaasaskantav seade 3D-piltide vaatamiseks). Lisaks eksperimentaalsele optikale populariseeris Brewster teaduslikud avastused, oli 18-köitelise Edinburghi entsüklopeedia toimetaja ja Isaac Newtoni eluloo autor.
Ta sündis 11. detsembril 1781 Jedborough's (Šotimaa) kooli direktori peres. David oli pere kuuest lapsest kolmas. 12-aastaselt saadeti ta õppima Edinburghi ülikooli. Ülikoolis õppis ta ... teoloogiat, võttis preesterluse ja sai isegi Šoti vabakiriku üheks rajajaks. Ta oli apteeker ja jurist ning alates 1801. aastast hakkas ta tõsiselt tegelema füüsikaga, peamiselt optikaga, millele pühendas hiljem kogu oma elu. 1815. aastal valiti Brewster Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks, 1821. aastal sai temast Rootsi Kuningliku Teaduste Akadeemia välisliige ja 1830. aastal Peterburi Teaduste Akadeemia välisliige. Aastal 1859 sai Sir David oma kodukoha Edinburghi ülikooli rektoriks. kleepides kristlikud usutunnistused, oli Brewster vastu liikide muutumise ideedele ja evolutsiooniteooriale (ilmselt oli ta Charles Darwini suhtes väga kriitiline). Oli kaks korda abielus. Tema esimene naine Juliet MacPherson oli James MacPhersoni tütar, kes oli kuulus Ossiani gaeli luuletuste "tõlgete" poolest (Ossiani luuletused on kirjanduslik pettus). Esimesest abielust oli paaril neli poega ja tütar. Teist korda abiellus Brewster oma 75. sünnipäeva tähistades 1857. aastal Jane Kirk Purnelliga. Sir David suri 87-aastaselt 10. veebruaril 1868, ta maeti oma kodupaikadesse oma esimese naise ja teise poja kõrvale. Füüsiku järgi on nime saanud Kuu mineraalne brusteriit ja kraater.

Kuidas kaleidoskoop leiutati?

1815. aastal valguse polarisatsiooniga seotud katsete käigus märkas Brewster, et peeglitega torusse pandud klaasikillud loovad peeglites peegeldudes imelisi sümmeetrilisi mustreid. Muster muutus sõltuvalt sellest, millise nurga all peeglid üksteise suhtes asetati, samuti sellest, kui palju peegleid kasutati. 1816. aastaks oli kaleidoskoobi esialgne kujundus saanud kuju. See oli toru, mille ühes otsas olid paarid peeglid ja teises 2 paari poolläbipaistvaid ketasid, mille vahel olid helmed. Kas 1816. või 1817. aastal (allikad erinevad kuupäevade poolest) patenteeris Brewster oma kaleidoskoobi ja otsustas sellega raha teenida. Oma kaleidoskoopide tootjaks valis ta tollal tuntud akromaatiliste läätsede tootja Philip Carpenteri firma. Juhtum läks suure eduga edasi. 1818. aasta esimese kolme kuuga müüdi Londonis ja Pariisis vähemalt 200 000 kaleidoskoopi. Uue optilise mänguasja populaarsus ja nii hakati kaleidoskoopi tajuma, kasvas hüppeliselt. Sellele aitas kaasa leiutise autori kirjutatud "Traktaat kaleidoskoobist". Kuid Brewsteril ei õnnestunud väga suurt raha saada: lüngad ja ebatäpsused tema patenditaotluses võimaldasid teistel teha kõike, mida leiutaja Brewster tahtis kopeerimise eest kaitsta.

Kaleidoskoop Venemaal

Kaleidoskoobi ilmumine Venemaal langes kokku romantismi perioodiga vene kultuuris. Sel ajal tulid moodi vitraažaknad, maalikunstnikele meeldis kujutada loomulikke valgusnähtusi: päikeseloojanguid, koitu, välku. Tekkis huvi nn lüümikute – läbipaistvate piltide vastu. Pidevalt muutuvate mustritega kaleidoskoobid tulid väga kasuks, kuna vastasid romantismiajastu esteetikale. Fabulist A. Izmailov kirjutas entusiastlikult 1818. aastal ajakirjas Blagonamerenny:
"Ma vaatan - ja mis on mu silmis?
Erinevates kujundites ja tähtedes
Safiirid, jahid, topaasid,
Ja smaragdid ja teemandid
Ja ametüste ja pärleid
Ja pärlmutter – ma näen kõike järsku!
Ma lihtsalt liigutan oma kätt
Ja silmis uus nähtus!
Võite muidugi mainida vääriskivid peetakse poeetiliseks hüperbooliks, kuid räägitakse, et mõni rikas mees tellis kaleidoskoobi, milles prillide asemel tehti vääriskividest mustreid. See kaleidoskoop maksis arvatavasti vapustavat raha.

1870. aastatel töötas Ameerika optik Charles Bush välja niinimetatud "elutoa kaleidoskoobi", mis kujutas endast musta piklikku silindrit, mis asetati puidust statiivile. Silinder pöörles 360 kraadi ja selle otsas oli vasest trummel kodaratega, mille jaoks seda trumlit sai pöörata. Trumm oli Bushi kaleidoskoobi kõige olulisem detail. Selles oli 35 klaasitükki, millest kolmandik oli vedelikuga täidetud. Õhumullid hõljusid vedeliku sees ja jätkasid liikumist ka pärast trumli seiskamist. Kõik klaasitükid olid hiilgavate, hästi kokkusobivate värvidega ja tekitasid mustreid, millele ükski teine ​​19. sajandi kaleidoskoop ei sobinud.

2005. aasta mais said Saksamaal Hammis asuva Maximiliani pargi külastajad kahe nädala jooksul vaadata ... endasse ...

2005. aasta maailmanäitusel esitleti avalikkusele suurejoonelist Jaapani optilist atraktsiooni: suurimat kunagi tehtud kaleidoskoopi, mis ehitati tohutu 47 meetri kõrguse torni kujul.

Eeskojast (läbimõõduga üle 40 meetri) võisid pealtvaatajad jälgida muljetavaldavaid mustreid pea kohal ümmargusel lael. Torni perimeetri ümber asetati kolm tohutut peegelpaneeli. Torni akendest tunginud päikesekiired langesid pöörlevatele suurtele värvilise klaasi ratastele ja lõid pidevalt uuenevaid mitmevärvilisi maale.

Tuntud nõukogude teaduse populariseerija Ya.I. Perelman kirjutas, et kui teil on 20 klaasitükiga kaleidoskoop ja te pöörate seda 10 korda minutis, siis on kõigi mustrite nägemiseks vaja 500 miljardit aastat (!!!) (tänapäeva mõistete kohaselt meie universumi vanus). on 13,75± 0,11 miljardit aastat). Noh, kõik on õige: igavik universumis-Kaleidoskoop paneb hetkedest mustrid kokku.

Kaleidoskoopide tüübid

Kaleidoskoope on mitu peamist sorti:

Klassikaline kaleidoskoop mitmevärvilise tagasitäidisega, mis liigub, kui kaleidoskoobi korpus pöörleb ümber oma telje.

Geeli (või õli) kaleidoskoobid olemas mitmes versioonis. Neid kõiki ühendab geelitaolise aine olemasolu, milles on mitmevärviline täidis, mõnikord helmeste, värviliste klaaside, fooliumi kujundite ja muude materjalide kujul. Nendes ilmub silmade ette liikumise efekt tänu mitmevärvilise tagasitäidisega geelilahuse voolule, mis peegeldub peeglite süsteemis.

Pöörlevate rõngastega kaleidoskoop idamaades paremini tuntud kui Venemaal. Traditsiooniline kolme peegli optiline paigutus peegeldab mustreid, mis tekivad ühe või kahe toru otsas oleva rõnga pööramisel.

taleidoskoobid- traditsioonilise optilise disainiga tooted, mille sees ei ole värvilist täidist. Mustrid tekivad meid ümbritseva maailma osakeste peegeldusest. Pildi fragment, millele taleidoskoobi toru on suunatud, on tänu läätsele suurendatud ja peegeldub korduvalt peegli siseprismalt. Meile tuttav keskkond muudetakse taleidoskoobi sees erakordseks maailmaks.

Mis on nimes peidus?

Sõna "kaleidoskoop" sisuliselt mingi lühend kolmest Kreeka sõnad:
καλός - ilus,
εἶδος – vaade,
σκοπέω – vaatan, jälgin.
Naljakas, et esimene sõna, kui seda hääldada ("kalos"), tekitab mõtteid mitte millegi ilusa kohta, vaid hoopis vastupidi. Noh, see nähtus pole haruldane: sageli on ühes keeles eufoonilised sõnad teises keeles väga dissonantsed.
Vladimir Ivanovitš Dal nimetab oma sõnaraamatus kaleidoskoopi ka mustriks, kuid siin kujundlik tähendus ei anna veel tulemust. Kaasaegsed sõnaraamatud annavad sõnale "kaleidoskoop" kaks tõlgendust: otsene - optiline instrument-mänguasi ja piltlikult öeldes - nähtuste, isikute, sündmuste kiire muutumine.

Kaleidoskoobi mustrid ilma kaleidoskoobita

Põhimõtteliselt saab kaleidoskoobi mustreid luua ka ilma kaleidoskoobita. Kõik, mida vajate, on originaalpildid, mõningane käteviis ja natuke Photoshopi. Lõikate välja esmase kolmnurga ja seejärel peegeldate seda kolm pidu. Saate kuvada kaks või kolm korda. Mustrid on ka päris huvitavad. Siin on suupistesari "Aastaajad" (endi, mitte kellegi teise tehtud originaalfotod):

Aastaajad

Talv

Kevad

Suvi

Sügis

Ja väike seeria "Lill ja lained":

Ja lõpetuseks ütlen parafraseerides, et teate, kes:
- Mis on meie elu? Tugev kaleidoskoop!

Täielik fotokaleidoskoobi mustrite album, nagu ikka, on Allikas.

valla eelarveline õppeasutus

"Jagunovskaja keskkool"

Kemerovo munitsipaalrajoon

"Me oleme 21. sajandi lapsed"

projekt

"Tabamatute mustrite kogu"

Lõpetanud: Boikova D., 5. klassi õpilane

Juht: Boikova S.V.

Yagunovo, 2015

Sisu

Sissejuhatus……………………………………………………………………………….3

Peatükk 1. Kaleidoskoop – mänguasi või seade?

1. Kaleidoskoobi ajalugu………………………………………………………….4

   Kaleidoskoobi tööpõhimõte……………………………………………6

   Huvitavad faktid…………………………………………………………7

Peatükk 2. Projekti tulemused……………………………………………………….8

Järeldus …………………………………………………………………………..9

Allikad ………………………………………………………………………….10

Taotlemine…………………………………………………………………………………………………………………………………

Sissejuhatus

Kõigil lapsepõlves oli suurepärane mänguasi - kaleidoskoop. Sillerdavad mustrid on paeluvad, neid võiks istuda tunde ja vaadata. Kuid saabus hetk, mil ma tõesti tahtsin teada – kuidas need tekivad? Võtad mänguasja lahti ja .... täielik pettumus. Pole selge, pole selge, pole huvitav…

Mind hakkas väga huvitama, kuidas kaleidoskoop töötab ja kas ma saan seda ise teha.

Minu projekti eesmärk oli luua kaleidoskoop.

Projekti eesmärgid:

Selleteemalise kirjanduse ülevaade.

Erinevatest materjalidest kaleidoskoopide prototüüpide loomine.

Ma lihtsalt liigutan oma kätt
Ja silmis uus nähtus!

1. peatükk. Kaleidoskoobi mänguasi või seade?

1. Kaleidoskoobi ajalugu

Kaleidoskoobi leiutas 1817. aastal Šoti füüsik David Brewster (1781-1868) ja selle algusaegadel ei peetud seda mänguasjaks.

Kaleidoskoobi kandis kohe tervik kaasa Lääne-Euroopa. Nad said temast Venemaal kiiresti teada. Ja kui temast tehti laste mänguasi, kaotasid täiskasvanud tema vastu huvi. Lapsi huvitasid rohkem mitte ilusad mustrid, vaid küsimus: "Mis seal sees on?" Ja tavaliselt avati kaleidoskoop nende uudishimu rahuldamiseks, lammutati ja pettunud inetute kildudega viskasid nad need minema ...

Rahvusvahelisel näitusel Pariisis 1900. a Vene impeerium ehitati paviljon, nnMiraažipalee.Väike saal koosnes kuuestpeegelseinad,mille ristmikel olid paigutatudpöörlevatel alustel troopilised taimed, idatempli sammasvõi Hispaaniast pärit kuulsa "Alhambra" kolonnaadi fragment. Kui tribüünid pöördusid, tundis külastaja end templis või idamaises palees või isegi sees troopiline mets. Peeglisaal kasvas tohutuks ja täitus rahvahulgaga, sest seintel peegeldusid külastajad ja dekoratsioonikillud.üle 450 korra .

2 nädalaksmais 2005 Hammis Maximiliani pargi külastajad
Saksamaal said nad sõna otseses mõttes torusse vaadata.
20 tohutut kaleidoskoopi mitmevärviliste sisekonteinerite ja erinevate tööpõhimõtetega võimaldasid külastajatel sukelduda veider maailm fantaasia. Kaleidoskoobid töötas välja Bonni tööstusdisainer R. Rau. (Joon.1.)

Iga pilt kaleidoskoobis, ainulaadne ja omal moel põgus, paelus nii lapsi kui ka täiskasvanuid. Isegi üks väike pööre kuni 2 m pikkuses üldtorus hävitas nähtava pildi igaveseks – ja lõi kohe täiesti uue ja ainulaadse.

Kaleidoskoobi algversiooni tutvustas insener-leiutaja K. Petkunas vaibatehases. Selles sai mustreid luua mitte ainult läbipaistvate värviliste klaasitükkidega, vaid ka väikeste kivide, kettide, rõngaste jms abil. Selleks valmistati toru ots läbipaistvast orgaanilisest klaasist ja selle ots suleti kaanega. läbipaistmatu ring. väikesed esemed mustrite loomiseks valgustati neid nüüd ainult külgvalgus ja peegeldasid hästi kolmikprisma peeglid. Mustrid olid veelgi mitmekesisemad ja originaalsemad.

Riis. 1 Kaleidoskoop R. Rau.

2005. aasta maailmanäitusel esitleti avalikkusele suurejoonelist optilist atraktsiooni: suurim kaleidoskoop, mis eales tehtud, ehitati tohutu torni kujul, mille kõrgus on 47 meetrit. (Joonis 2).

Riis. 2 Kaleidoskoop näitusel 2005.

Pealtvaatajad said enam kui 40-meetrise läbimõõduga fuajeest jälgida ümmargusel lael muljetavaldavaid mustreid. Torni perimeetri ümber asetati kolm tohutut peegelpaneeli. Torni akendest tunginud päikesekiired langesid pöörlevatele suurtele värvilise klaasi ratastele ja lõid pidevalt uuenevaid mitmevärvilisi maale.

1. Kaleidoskoobi tööpõhimõte

Kaleidoskoop sisse seletav sõnastik Dalia nimi"muster". Ja siis kirjeldatakse selle seadet: "see on kahe kiilpeegliga torukus värvilist klaasi peegeldub iga toru liigutuse või pöördega mustriline täht, muutuja.

Kaleidoskoop - see on optiline instrument, mis põhineb lamepeeglitelt valguse peegelduse põhimõttel, moodustades nende vahel nurga.

Pilt tasapinnalises peegliskujuteldav ("peegli taga"), sirge (mitte tagurpidi), täissuuruses ja paikneb sümmeetriliselt allika suhtes peegli tasapinna suhtes.

Joon.3 Lamepeegli peegelduse põhimõte.

Joonis 4. Langemisnurk on võrdne peegeldusnurgaga.

Enamik peegleid on valmistatud väga siledast klaasist, mille tagakülg on kaetud.
õhuke kiht hästi peegeldavat metalli, nii et peaaegu kogu peeglile langev valgus peegeldub ühes suunas. Anda võivad ka kõik muud siledad pinnad (poleeritud, lakitud, rahulik veepind).peegli peegeldus.
Kui sile pind on ka läbipaistev, siis peegeldub vaid väike osa valgusest ja pilt pole nii hele.

Kaleidoskoobi sees võib seista2-3 peeglist 4 või enamani.Peeglite erinev omavaheline paigutus võimaldab saada ühest objektist erineva arvu dubleeritud kujutisi: peeglite vahelise nurga all 45° - 8 kujutist, 60° - 6 kujutist, 90° - 4 kujutist.

Täiteainetena kasutatakse helmeid, klaasitükke, paberitükke, sulgi jne. Kaleidoskoobi mustrid ei ole peaaegu kunagiei kordu.Nagu märgitud kuulus raamat MINA JA. Perelman, kui teil on 20 klaasitükiga kaleidoskoop ja keerate seda 10 korda minutis, siis vajate500 000 miljonit aastat
et näha kõiki mustreid.

Kaleidoskoobi kõige olulisem detail on kolmetahuline peegelprisma. Kui peeglit pole, võite kasutada tavalist klaasi, mis on ühelt poolt värvitud musta värviga, sel juhul peaks värvitud pool olema väljas. Prisma servad peavad olema fikseeritud. Seejärel asetatakse prisma silindrisse. Silindri otsad on kinnised, ühelt poolt on see mattklaas, teiselt poolt läbipaistev. Kust tulevad mustrid? Klaaside vahele on vaja paigutada “mustrikamber”, just sinna asetatakse helmed ja klaas, mis peegelduvad korduvalt, andes ainulaadsed mustrid.

1. Huvitavaid fakte

Kaleidoskoopi kasutavad kunstnikud erinevate mustrite loomiseks, nagu tapeet, kangas, ehted jne.

Newtoni eluajal Ta oli tuntud eelkõige oma uurimistööga optika vallas.
AGAtema töö "Optika"aastakümneid peeti valgusteaduse entsüklopeediaks.
Sürakuusas, kus peeglitega põlema pandudvaenlase laevadele püstitati talle monument, millel on kujutatud aastast pärit teadlast sfääriline peegel juhitud kätes
mere poole.
kirjutas oma traktaate kasutades peeglit. Tema käsikirjad dešifreeriti esmakordselt alles kolm sajandit hiljem.

Esimene optiline semafor telegraafühendati 17. sajandi lõpul Pariis Lille'i linnaga.
19. sajandi keskpaigaks töötas Venemaal juba mitu optilist telegraafiliini, suurim
millest oli joon Peterburi - Varssavi, millel oli 149 vahepunkti.
Signaal nende linnade vahel möödus vaid mõne minutiga, pealegi ainult päeval ja hea nähtavusega.

elavad peeglid - pimedas helendav või läikivad kalasoomused, mis säravad kõigis vikerkaarevärvides – seehästi peegeldavpinnavalgus.

Mõnel loomal põhineb silma tööpeegeloptika kohta.Loodus on loonud mitmekihilised peeglid. Silma oluline struktuur, mis parandab paljude maismaa ööloomade öist nägemist, on lamemitmekihiline peegel "tapetum",mis paneb silmad pimedas särama. Seetõttu näeb kassi silm valguses ümbritsevaid esemeid
6 korda vähem, kui inimene vajab. Sama peegel leiti mõnelt kalalt.

Peatükk 2. Töö tulemused

Kaleidoskoobi loomiseks oli vaja kokku panna kolmetahuline prisma. Sel juhul peaksid servad olema võrdsed. Võtsime klaasi laiusega 24 cm ja pikkusega 65 cm Prisma kokkupanemisel saadakse tahkude vahel 60 kraadine nurk, seega tuleb kaleidoskoobis 6 peegeldust. Töö viidi läbi järgmise algoritmi järgi:

Kaleidoskoobi loomiseks võeti kolm tavalist klaasi.

Klaasid värviti värviga (joon.)

Klaasprisma pandi kokku ja asetati papist silindrisse (joonis).

Mustriline kamber valmistati läbipaistvast pleksiklaasist, asetades selle sisse erinevaid esemeid (riis).

Valmis!

Selles kaleidoskoobis kasutati siledaid klaase ja seetõttu on näha selgeid peegeldusi. Tegime veel ühe kaleidoskoobi, kuid prillide asemel kasutasime metallist peegelplaati. Selle tulemusena ei juhtu midagi, sest. põhimõtet "langemisnurk võrdub peegeldusnurgaga" ei järgita.

Riis. 5. Hajutatud valgus ja peegeldus.

Järeldus

Kaleidoskoop oli algselt ja jääb optiliseks seadmeks, mis põhines tasapinnalise peegli peegelduse põhimõtetel. Kaleidoskoopide loomisel tuli kasutada matemaatilisi oskusi - arvutada tahkude vahelisi nurki, sobitada prisma silindrisse jne. See oli huvitav ja hariv. Selgus, et metallist peegelpind ei peegelda tasapinnalise peegli põhimõttel kiiri, mistõttu kaleidoskoobi mustreid ei saada.http://www.nkj.ru/archive/articles/9935/ -30. jaanuar 2015).

Antiikklaasist peeglid (elektrooniline ressurss

Lisa 1

Riis. 1. Klaaskaleidoskoobi toorikute valmistamine.

Riis. 2. Kaleidoskoobi üksikasjad.

Riis. 2. Prisma koostamisel.

Riis. 3. Mustriline kaleidoskoobikaamera.

Joon.4,5,6. mustrid.

Riis. 7.Metallist kaleidoskoobi prisma.

Riis. 8.9. Mustrid metallprismas.

Kaleidoskoop on seade, mis on väga sarnane silmaklaasi või teleskoobiga. See seade on varustatud teatud nurga all (kolmnurkse prismaga) seatud peeglitega. Prisma ühes põhjas on topeltklaasist põhi, klaaside vahele on valatud väikesed mitmevärvilised esemed. Prisma vastaspõhjas on okulaar (joonis 4).

On oluline, et nähtav pilt " stabiilne”, ei muutu kaleidoskoobi väikeste häiretega. Et muster oleks jätkusuutlik"ja sümmeetriline - ainult sel juhul nimetatakse seadet kaleidoskoobiks - prisma ehitamiseks sobivad ainult kolme tüüpi kolmnurgad.

Kõige tavalisemas kaleidoskoobitüübis on prisma ristlõikes olev kolmnurk võrdkülgne, mille nurgad on 60°. See valik on mugav ka tootmise seisukohast – kõik peeglid on ühesugused

Kui arvestada mitte ainult kolmnurkse alusega prismasid, siis saab kaleidoskoobi ehitada ka hulknurkade alusel.

5. Kaleidoskoobi valmistamine

Kaleidoskoobi kõige olulisem detail - peegelprisma. See võib sisaldada erinevat arvu peegleid. Prisma servad tuleb kinnitada kleeplindiga. Kõige mugavam on teha prisma, mille põhjas on võrdkülgne kolmnurk (disain on jäik). Seejärel asetatakse prisma silindrisse ja kinnitatakse, tihendades vahed paberi või muu materjaliga.

Silindri otsad suletakse ühelt poolt okulaariga ja teisest küljest asetatakse "mustrikamber" - klaaside vahele asetatakse helmed ja klaas (läbipaistev ja matt), mis peegelduvad korduvalt, anda ainulaadseid mustreid.

Mattklaasi saab asendada lahtise lapiga (mugav on kahepoolse teibiga silindrilisele pinnale kinnitada).

Järeldused: Selleks, et kaleidoskoobi muster oleks sümmeetriline ja selge, peate järgima järgmisi reegleid:

1. Kaks peeglit tuleks asetada nurga alla, mis jagab ringi täisarvuks osadeks.

2. Objekt peab asuma otse peegeldavate pindade ees.

3. Kaleidoskoobi mustri kambri täiteaine, soovitav on valida mitmevärviline, mitte suured suurused ja läbipaistev.

4. parim punkt ornamendi jälgimiseks - võimalikult lähedal peeglite ristmikule.

5. Neis peegelduvad kahe peegli vahelisse ruumi langevad objektid, peegelduvad nende peegeldused ja peegelduste peegeldused, moodustades sümmeetrilise ringikujulise mustri, mis ärkab ellu, kui objektid kaleidoskoobi suhtes liiguvad.

Järeldus

"Kui teil on 20 klaasitükiga kaleidoskoop ja pöörate seda 10 korda minutis, kulub kõigi mustrite nägemiseks 500 000 miljonit aastat."

Kaleidoskoop on positiivse välja generaator. Ta suudab luua meeleolu, hajutada igatsust, parandada enesetunnet. Viisteist minutit kaleidoskoobipiltide vaatamist on võrreldav viie minuti tervisliku naeruga. Kaleidoskoop on koduterapeut.

See aitab leevendada nägemisnärvi väsimust, mis on eriti oluline kaasaegne maailm arvutid ja elektroonika. Kaleidoskoop on nii kasulik mänguasi. Selle tööpõhimõte põhineb peegli sümmeetria omadustel. Peeglitega katsetades tõestati, et objekti peegelduste arv peeglites sõltub nendevahelisest nurgast: mida väiksem on nurk, seda rohkem pilte.

Hüpotees leidis kinnitust. Kaleidoskoopide loomise käigus märgati, et kõige lihtsam on valmistada õige peegliga kaleidoskoopi. kolmnurkne prisma(alus on võrdkülgne kolmnurk).

Projekti käigus omandatud teadmised peeglisümmeetria kohta andsid vastuse paljudele selle nähtuse ja selle rakendusega seotud küsimustele: peeglilabürindi töö on arusaadav, peeglite kasutamine interjööris avardab ruumi, luues erinevaid sümmeetrilisi mustreid. , näiteks - tapeedi, vaipade, kangaste , ehete puhul kasutatakse peegelsümmeetriat.

Praktiline tähtsus:

• Sai rakenduskogemus matemaatilisi teadmisi praktikal.
• Koostatud on vihik kaleidoskoobi valmistamise juhendi ja tööpõhimõtte selgitusega.
• Saadi võimalus kasutada valikainetes uurimismaterjale, arvutiesitlust.

Teabeallikad

1. Kaleidoskoobid ja refleksioonirühmad / E. B. Vinberg. Matemaatiline haridus. Seeria 3. 2003. 7. väljaanne. Koos. 45-63.

2. Matemaatika: visuaalne geomeetria. 5-6 rakku. : õpik / I.F. Šarõgin, L. N. Ernadžijeva. - 2. väljaanne, stereotüüp. - M: Bustard, 5015. -189 lk.

3. Matemaatiline komponent / Toimetajad-koostajad N. N. Andreev, S. P. Konovalov, N. M. Panjunin. - M .: fond " Matemaatilised õpingud", 2015. - 151 lk.

Ma vaatan – ja mis on mu silmis?
Erinevates kujundites ja tähtedes
Safiirid, jahid, topaasid,
Ja smaragdid ja teemandid
Ja ametüste ja pärleid
Ja pärlmutter – ma näen kõike järsku!
Ma lihtsalt liigutan oma kätt
Ja silmis uus nähtus!

(A. Izmailov, ajakirjas "Hea" 1818. a.)

Sündmuste kaleidoskoop, ajaloo kaleidoskoop, sündmused keerlevad nagu kaleidoskoobis ... Sellised tuttavad klišeed. Kuid lapsepõlves oli sõnaga kaleidoskoop ainult üks lihtne seos - mänguasi. Üldiselt peidavad laste mänguasjad väga sageli pika taha huvitav lugu mõnikord saavad mänguasjad kogu elu kireks. Täiskasvanud võtavad oma hobid sageli üle lastelt. Nii, muide, see oli templitega - templid Algul lapsed kogusid ja mängisid nendega nagu kommipaberitega, vahetasid, hooplesid. Nüüd ei kogu tõsiselt marke mitte ainult lapsed, vaid nad jahivad marke, säästes nende pealt raha. pikki aastaid, mõne eriti väärtusliku eksemplari eest on keegi valmis kõik andma, vahel maksab mark koguja elu. Kuid ärgem kaldugem oma tänase vestluse teemast kaugele kõrvale. Tuleme tagasi kaleidoskoobi juurde.

Kaleidoskoop on torukujuline optiline seade, mis sisaldab kolme nurga all kokkuvolditud pikisuunalist peegelklaasi. Pikitelje toru pööramisel peegelduvad peeglite vahel asuvad värvilised elemendid (värvilised klaasikillud) ja loovad muutuvaid sümmeetrilisi mustreid.

Aga kui teleskoop on tõsine ja vähestele, kes taevast uurivad, siis kaleidoskoop on meelelahutus. Esiteks eliidile. Miks - klaas ja veelgi enam peegel oli kallis ega saanud tavainimestele meelelahutust pakkuda.

Vitraažide ilmumine kirikutesse 18. sajandi keskpaigas ergutas süütu ilmaliku meelelahutuse moodi: klaasitükid, mis rivistuvad kaunitesse vitraažfantaasiatesse.

Mind rabas erakordne harmoonia, korduvad killud, värvide mäss. Pideva perioodilisusega kaleidoskoopide mood hõlmas kogu maailma. Ja kogu disaini tagasihoidlikkusest hoolimata meeldis inimestele see lihtne seade.

Arvatakse, et selle särava ja pealtnäha lihtsa, kuid lummava laste mänguasja leiutas 1816. aastal Šoti füüsik Sir David Brewster. Brewster on klaasi ja valguse omaduste vastu huvi tundnud lapsepõlvest peale. 10-aastaselt ehitas ta oma esimese teleskoobi. Siis olid õppeaastad Edinburghi ülikoolis (muide, Brewster oli imelaps, temast sai 12-aastaselt üliõpilane), optika ja valgusfüüsika õppimine ning paljud teaduslikud avastused. Huvitav on see, et Brewsterist, tõeliselt mitmetahulisest inimesest, sai peaaegu jutlustaja: teda takistas vaid loomulik tagasihoidlikkus.

Esimest korda kantslisse sisenedes kaotas Brewster sõna otseses mõttes hääle ega julgenud enam kunagi jutlusi pidada. Kaasaegsed kirjutasid, et see päev oli kirikule lein ja teadusele õnn. Teadus on tõepoolest omandanud geeniuse. Brewster – kaksikkumera stereoskoobi, hulknurksete peeglite, polarimeetri ja tuletornide läätsede disainer – kogus aga raudselt kuulsust pealtnäha lihtsa lapsemänguasja kaudu. Kaleidoskoop tõi Brewsterile kuulsuse avastajana, kuid ei toonud sentigi raha. Patent koostati kuidagi liiga aeglaselt ja ettevõtlikud ärimehed said tehnoloogia kiiresti selgeks ja kõigisse kauplustesse ilmusid lihtsad mänguasjad.

David Busteri kaleidoskoop toob oma autorile au, kuid see on ka kõik. Patent anti välja liiga hilja ja selle aja jooksul õnnestus paljudel ettevõtlikel ärimeestel mitte ainult leiutist hinnata, vaid ka see uus hämmastav idee kinni pidada. Varsti ilmusid need lihtsad, kuid tol ajal täiesti originaalsed mänguasjad kauplustesse kogu riigis. Peeglitelt korduvalt peegelduvate värviliste klaasikildude pritsmetega tungis kaleidoskoop kõigi tolleaegsete elanike üksluisesse ellu, sõltumata vanusest, klassist ja klassist. sotsiaalne staatus. Šotimaa heaks traditsiooniks on saanud kaleidoskoobi kinkimine.

Selleks ajaks, kui teade imelisest Euroopa leiutisest Ameerikasse jõudis, oli käes juba 1870. aasta. Ameerika teadlane Charles Bush, kes sai endale ühe Euroopast toodud kaleidoskoobi, tundis uue "mänguasja" vastu ülimat huvi. Aastate jooksul lõi ja moderniseeris kaleidoskoope, püüdis muuta nende kuju, kallutada peegleid, sisu. Just Charles Bush lõi esimese "kapikaleidoskoobi" - mustast paksust papist toru, mille otsas on pronksist pöörlev rõngas, mis on liikuvalt kinnitatud kaunile puidust alusele.

Šakroskoopi kujundas ja lõi Meryl Ann Butler, kunstnik, kes on kirglik värviteooria ja selle mõjude vastu inimkehale. Traditsioonilised kaleidoskoobides kasutatavad värvid vastutavad teatud piirkondade eest tšakrates ja inimkehas. Meryl Butler lisas veel neli värvi, mis traditsiooniliselt vastutavad naiselik(hõbedane), mehelikkus(kuld), taassünd (fuksia) ja armastus (roosa). Tšakroskoobi harjutused võimaldavad Butleri sõnul inimesel avada oma "sisenägemise".

Kaleidoskoobil on palju fänne: nii lapsi, kes vaatavad mustreid lõbusana, kui ka kunstnikke, kes loovad kõige keerukamaid ja ilusamaid mustreid, arvutavad uskumatuid kompositsioone, valivad materjale, insenere, kollektsionääri, arste ja filosoofe. Välismaal muutusid kaleidoskoobid nii populaarseks, et 1986. aastal lõi Cozy Baker erilise seltsi, mis koondas kõik kollektsionäärid ja professionaalid, kunstnikud ja teoreetikud, tootjad ja ostjad – Brewsteri Kaleidoskoobi Seltsi.

Viimane buum pühkis maailma kuuekümnendatel. Siis oli Ameerikas kassafilm "Mängivad lapsed". Üks filmi ikoonilisemaid mänguasju oli kaleidoskoop. Kangelased "muutsid" maagilise kaleidoskoobi abil oma halli argipäeva säravaks maailmaks, mis oli täis põnevaid seiklusi. Jäi mulje, et tegu pole filmiga, vaid särava ja mõjusa reklaamikampaaniaga. Emad üle kogu maailma ostsid oma lastele kaleidoskoope.

Meie riigis pole filmi keegi näinud. Kuid selle buumi kajana müüdi paberist kaleidoskoope igas laste mänguasjapoes. Tegelikult nende taga siis fikseeriti tüüpilise laste mänguasja "imago".

Tegelikult pole kõik nii lihtne, kui selle seadme minevikku tagasi vaadata. Fakt on see, et mustkunstnike tööriista kahtlane hiilgus ulatus keskajast pärit kaleidoskoobi taha. Justkui olid sellised konstruktsioonid, mida tuli lugeda nagu ennustuste raamatut. Asjatundmatu vaatleja võis näha lihtsalt ilusat värvikombinatsiooni. Initsiatiivid, teades sümbolite keelt, kasutasid tööriista ennustamiseks, tõlgendamiseks. Nad esitasid küsimusi ja said vastuseid.

Sellised instrumendid valmistasid tundmatud käsitöölised ja need olid uskumatult kallid. Rikkalikult inkrusteeritud kallite kividega ja loomulikult kandsid nad endas jäljendit, kui nii võib öelda, pilli omaniku vaim. Keegi peale nende ei osanud vitraažakende sümboleid „lugeda". „Seetõttu ei jahtitud neile kui tuntud mõõkudele, võlukeppidele, pokaalidele ja muudele esemetele. Nad ei teadnud kunagi, mida nendega teha, ja teiseks - selline tööriist võib "murda" kutsumata kasutaja saatuse Nad lihtsalt kartsid.

Kui alkeemia, ennustajad ja nõiajahid olid minevikku jäänud, hääbus kogu see võlumaailm. Ja kaleidoskoop on kaotanud oma maagilise veetluse.

Kaleidoskoop on tuntud iidsetest aegadest. AT iidne Egiptus kaleidoskoobi prototüüp on teada. Egiptlased vaatasid imetlusega sümmeetrilised kujundid, mis tekib tantsijate liikumisel ringikujuliselt paigutatud poleeritud paekiviplaatide vahel.
Ja alles paljude sajandite pärast hakati peeglite abil sümmeetriliste piltide saamiseks seadet nimetama kaleidoskoobiks.
Kaleidoskoop sai oma nime kreekakeelsetest sõnadest kalos – ilus, eidos – vaade ja skopeo – vaatan, jälgin. Ja Venemaal nimetati kaleidoskoopi toruks, mis "näitas kauneid vaateid".

Venemaal ilmus 18. sajandi lõpus kaleidoskoop, mille leiutas suur vene teadlane M.V. Lomonosov, kes imetles klaasi ilu ja õppis erinevaid viise selle rakendus. Oma oodis "Klaasi eelistest" vaimustab ta:

"Nad mõtlevad asjadest valesti, Šuvalov,
Millist klaasi austatakse allpool mineraale,
Ahvatleva kiirtega silmis:
Mitte vähem kasulik selles, mitte vähem ilu selles.
Ma laulan teie ees rõõmust kiitust.
Mitte kallid kivid, mitte kuld, vaid klaas! .. "

Tema kolme kaleidoskoopi hoitakse praegu Ermitaažis. Kahjuks jäi Lomonossovi leiutis patenteerimata, sest. patendiseadus võeti Venemaal vastu alles 1812. aastal.

__
_

Arvatakse, et kaleidoskoobi leiutas inglise füüsik David Brewster. 1816. aastal patenteeris ta oma kaleidoskoobi. Valguse polarisatsioonikatsete käigus märkas Brewster, et peeglitega torusse pandud klaasitükid loovad peeglites peegeldudes imelisi sümmeetrilisi mustreid. Muster muutus sõltuvalt sellest, millise nurga all peeglid üksteise suhtes asetati, samuti sellest, kui palju peegleid kasutati.

Pärast David Brewsteri kirjutatud traktaadi kaleidoskoobi avaldamist sai leiutis ülipopulaarseks, kuigi selle olemasolu alguses ei peetud seda mänguasjaks. Lõppude lõpuks lõi Brewster esialgse kaleidoskoobi teadusliku instrumendina.

Hiljem täiustas Ameerika optik Charles Bush kaleidoskoobi seadet ja töötas välja niinimetatud "elutoa kaleidoskoobi". Mida hakati tootma tuhandete kaupa. Kaleidoskoop oli must piklik silinder, mis asetati puidust statiivile. Silinder võis pöörata 360 kraadi ja selle otsas oli vasest trummel koos kodaratega, mille jaoks seda trumlit sai pöörata. Trumm oli Bushi kaleidoskoobis kõige tähelepanuväärsem detail. See sisaldas klaasitükke: neid oli 35 ja kolmandik neist oli vedelikuga täidetud. Õhumullid hõljusid vedeliku sees ja jätkasid liikumist ka pärast trumli seiskamist. Kõik klaasitükid olid hiilgavate, hästi kokkusobivate värvidega ja tekitasid mustreid, millele ükski teine ​​19. sajandi kaleidoskoop ei sobinud. Bush sai aastatel 1873–1874 mitu patenti. Esimene - vedelikuga täidetud hermeetiliste ampullide jaoks, teine ​​- trumlis oleva klaasi asendamise seadme jaoks, mis muutis trumli korduvkasutatavaks seadmeks; kolmas - kasutada värviratast piltide taustana; neljas - neljajalgsel puidust statiivil, mida sai eemaldada ja muuta kaleidoskoobist kergesti kaasaskantav seade.

Siin on vana kaleidoskoop, mis koosneb ainult kahest peeglist. Peeglite vahelist nurka sai reguleerida.

__
_

Kaleidoskoobist haaras kohe kogu Euroopa.

Üks Prantsuse rikastest tellis 20 000 frangi suuruse kaleidoskoobi. Mitmevärvilise klaasi asemel käskis ta sinna panna pärleid ja vääriskive. Kaleidoskoopi lauldi nii proosas kui ka värsis!

Ma vaatan – ja mis on mu silmis?
Erinevates kujundites ja tähtedes
Safiirid, jahid, topaasid,
Ja smaragdid ja teemandid
Ja ametüste ja pärleid
Ja pärlmutter – ühtäkki ma näen!
Ma lihtsalt liigutan oma kätt
Ja silmis uus nähtus!
___

Peaaegu kohe pärast seadme leiutamise algust praktiline kasutamine kaleidoskoop. Seda kasutasid kunstnikud, kes lõid dekoratiivseid mustreid kangastele, tapeedile või vaipadele. Eriti märkimisväärsed edusammud kangaste mustrite koostamisel ebahariliku tööriista abil saavutati 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses. "Kaleidoskoobi" motiive leidub Venemaa ja Lääne-Euroopa kunstnike töödes.

Tänapäeval on leiutatud seade, millega saab pildistada kaleidoskoobi mustreid ja seeläbi mehaaniliselt igasuguseid ornamente välja mõelda. Kaleidoskoop loob silmatorkava ilu mustreid ja võib-olla ei suuda ka kõige viljakamate kunstnike fantaasiad võistelda kaleidoskoobi leidlikkusega.