Сообщение о калейдоскоп и его устройство. Калейдоскоп - история непростой игрушки. Результаты исследования выводы

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.

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…

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.

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.

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.

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!

(А. Измайлов, в журнале «Благонамеренный» за 1818 год)

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.

Калейдоскоп возник гораздо раньше, чем серьезный инструмент для исследования небесных светил . Хотя природа у них одна и та же.

Калейдоскоп - это оптический прибор в виде трубки, содержащей внутри три продольных, сложенных под углом зеркальных стекла. При поворачивании трубки продольной оси цветные элементы (осколки цветного стекла), находящиеся между зеркалами, отражаются и создают меняющиеся симметричные узоры.

Но если телескоп - это серьезно и для немногих, изучающих небо, то калейдоскоп - это развлечение. Вначале для элиты. Как же - стекло, а тем более зеркало стоило дорого и не могло быть развлечением для простолюдинов.

Появление витражей в храмах в середине 18 века стимулировало моду на невинное светское развлечение: стеклышки которые выстраиваются в красивые витражные фантазии.

Поражала необычайная гармония, повторяющиеся фрагменты, буйство красок. Мода на калейдоскопы с постояной периодичностью охватывала весь мир. И при всей неприхотливости конструкции люди увлекались этим нехитрым прибором.

Считается, что 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.

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».

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 узнаёшь о нем, тем больше понимаешь, 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».

Последний бум охватил мир шестидесятые. Тогда в Америке прошел кассовый фильм "Играющие дети". Одним из культовых предметов-игрушек в фильме был калейдоскоп. С помощью волшебного калейдоскопа герои "преображали" свои серые будни в яркий мир полный захватывающих приключений. Было такое впечатление, будто это был не фильм, а яркая и эффектная рекламная компания. Мамы всего мира покупали своим детишкам калейдоскопы.

В нашей стране фильм никто не видел. Но как отголосок того бума, в каждом магазине детских игрушек продавались бумажные калейдоскопы. Собственно за ними тогда и закрепился "имидж" типично детской игрушки.

На самом деле не все так просто, если оглянуться на прошлое этого прибора. Дело в том, что за калейдоскопом тянулась со средневековья сомнительная слава инструмента магов. Будто были такие конструкции, которые нужно было читать как книгу предсказаний. Непосвященный наблюдатель мог видеть просто красивое сочетание цветов. Посвященные, зная язык символов использовали инструмент для предсказаний, для интерпретаций. Задавали вопросы и получали ответы.

Такие инструменты готовились неизвестными мастерами, были невероятно дороги. Богато инкрустированны дорогими каменьями, ну и конечно несли в себе отпечаток, дух если можно так сказать владельца инструмента. Никто кроме них не мог "читать" символы витражей". Собственно потому за ними и не охотились как за известными мечами, жезлами, кубками и прочими артефактами. Не знали что с ними делать раз, и второе - такой инструмент мог "поломать" судьбу незваного пользователя. Их просто боялись.

Когда алхимия, предсказатели, охота на ведьм ушли в прошлое, потускнел весь этот мир магии. И калейдоскоп утратил свою магическую притягательность.

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.

У классического калейдоскопа имеется большое число моделий. Они возникли в позапрошлом столетии. Афанеидоскоп, дебускоп и типоскоп – вот лишь малый список наименований родных «братьев» калейдоскопа. Несмотря на кажущуюся простоту игрушки, многие изобретатели до сих пор ее усовершенствуют, внося в простую конструкцию что-то свое. Наши соотечественники также запатентовали ряд изобретений в области созданий калейдоскопов. .

Научный руководитель: учитель МОУ

« Новоорловская средняя

общеобразовательная школа»

Большухина Н. В

Новоорловск

Введение………………………………………………………………..3

Теоретическая часть …………………………………………………..5

Практическая часть……………………………………………………6

Результаты исследования и выводы………………………………….7

Литература……………………………………………………………...8

Приложение…………………………………………………………… 9

Введение

Актуальность:

Этим летом моему братику мама купила калейдоскоп. Мне знакома эта игрушка. Я помнил, что загляну в него увижу узоры.. Но заглянув в него в этот раз всё было иначе. Я не мог оторвать глаз от этих неповторимых узоров, цветов, ярких красок. Как это получается в маленькой трубке такие чудеса? Я не спал всю ночь, меня волновало одно - калейдоскоп. Что это? Как он устроен? Возможно ли, самому сделать это чудо.

Объект исследования: Калейдоскоп

Предмет исследования : устройство калейдоскопа

Задачи исследования:

1.Изучить историю возникновения калейдоскопа.

2. Выяснить какие физические явления используются в калейдоскопах.

3. Изготовить калейдоскоп.

Цель: Узнать, как устроен калейдоскоп.

Гипотеза : Можно ли самому изготовить калейдоскоп.

Методы:

1. Поисковый: Сбор материала для работы методом просмотра литературы данных в Интернете.

2. Практическая работа: Изготовить калейдоскоп.

3. Анализ: Формулирование выводов на основе результатов наблюдений.

История создания калейдоскопа.

Название свое «калейдоскоп» получил от греческого (калос) - красивый, (эйдос) - вид и (скопео) - смотрю, наблюдаю. А в России калейдоскоп называли трубкой, "показывающей красивые виды".

У нас в России калейдоскоп появился в конце 18 века и изобрел е го великий русский ученый, который восхищался красотой стекла и изучал различные способы его применения.

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.

Виды калейдоскопов

Калейдоскоп инженера К. Петкунаса .

В нем узоры создаются не только прозрачными кусочками стекла, но и мелкими кольцами, цепочками и т. д. Конец трубки был закрыт прозрачным оргстеклом, а его торец закрыт сменной непрозрачной крышкой.

Масляный калейдоскоп.

Калейдоскоп заполнен маслянистой жидкостью, в которой плавают маленькие разноцветные кристаллы. Картинки в таком калейдоскопе меняются плавно.
Пневматический калейдоскоп .

Пневматический калейдоскоп имеет внутри вместо обычных цветных стекляшек - разноцветные перышки. К калейдоскопу присоединена "груша", с помощью которой в калейдоскоп накачивается воздух.

Перышки хаотично вращаются, создавая чудесную картинку.

Талейдоскоп.

В талейдоскопе вместо стеклышек стоит линза, и можно смотреть через него на окружающие предметы.

Изображение этих предметов многократно отражаются в зеркалах, и получаются удивительные картины из реального мира.

Параскоп.
Параскоп дает объемную картинку.

Модификация калейдоскопа с талейдоскопом.
В этом случае узор образуется из отражающихся предметов окружающего мира и одновременно стеклышек, заключенных внутри калейдоскопа.

Теоретическая часть

Изучив историю создания калейдоскопов, я выяснил, что зеркала использовали для создания игрушки. Учитель же мне посоветовал взять стекло, я вначале не поверил, но когда сделали калейдоскоп, то получилось. Объясняется это тем, что и стекло как и зеркало отражают лучи света. Потом брали другие поверхности: органическое стекло, металл. Изображение не получалось. Учитель мне объяснил: чтобы было отражение нужно чтобы поверхность была очень гладкой, тогда отражение будет видно, т. к лучи будут направлены в одну сторону. Если поверхности будут шероховатыми, то свет будет рассеиваться.

Чтобы получился рисунок я вместе с преподавателем взял не просто одну стеклянную пластинку, а три. Эти пластины соединили в призму, чтобы было многократное отображение. Провели опыт, если угол между двумя пластинами будет 90º (см. пр №1),то изображений будет три, если угол 72º (см. пр№2),то изображений будет четыре, а если угол между двумя пластинами 60º (см. пр№3) ,то изображений будет пять. Поэтому мы соединили пластины под углом 60º. При таком соединении узоры получаются более красивыми. Для получения узора раньше брали цветные стёклышки, а сейчас используют прозрачную пластмассу,бисер, бусины, пуговицы.

У одного из получившихся калейдоскопов стекло прозрачно, чтобы посмотрев в него, мы увидели не только узор, но и всё, что нас окружает.

Практическая часть

Как изготовляли калейдоскоп? Мне папа нарезал из стекла три пластинки размером 5х12 . Я эти пластинки скрепил скотчем в призму. Затем из картона сделал трубку такого диаметра, чтобы в неё плотно входила призма. Потом я взял маленькие пластинки 3х3 и. И когда мне учитель сказал, что из этих стеклянных квадратиков при помощи ножниц и воды будем делать круглые пластины, я был очень удивлён и не поверил. Но когда мы поместили в воду пластинку и стали резать ножницами углы, то у меня получилась круглая пластина. Думаю, что вода делает стекло прочнее, а не хрупче. Таких пластин для одного калейдоскопа нужно три. На одно круглое стекло наклеили круг из тёмной бумаги с круглым отверстием для глаза и вставили его в конец трубки. В другой конец вставили прозрачное круглое стекло и затем насыпали цветные стёклышки, бусы, кусочки пластмассы, просто бисер. Закрываем непрозрачным (матовым) стеклом, не слишком плотно прижимая его, чтобы при повороте трубки стёклышки пересыпались. Отрезаем остатки трубки. Обворачиваем трубку подарочной бумагой. Калейдоскоп готов.

Технология изготовления калейдоскопа.

1. Материалы и принадлежности.

Две стеклянные отмытые фотопластинки размером 9х12 см: разноцветные стекляшки; непрозрачный лист плотной бумаги и лист картона размером 20х15 см; листок папиросной и черной бумаги, каждый размером 4х4 см; наждачный порошок, клей, лейкопластырь; стеклорез, линейка, ножницы, нож.

2. Порядок изготовления.

1. Вырежьте их стеклянной пластинки три полоски размером 3х12 см.

2. Наклейте их на лист плотной бумаги, расположив параллельно друг другу с промежутками, позволяющими согнуть лист в треугольную призму.

3. Скрепите призму клеем или лентами лейкопластыря.

4. Сделайте из картона трубку такого диаметра, чтобы в нее плотно входила призма, и укрепите призму в трубке.

5. Заготовьте мелкие разноцветные стекляшки.

6. Вырежьте стеклорезом из другой стеклянной пластинки одну полоску размером 3,5 х 12 см и отрежьте от нее три квадратные пластинки размером 3,5 х 3,5 см.

7. Обрежьте ножницами в воде на глубине 20-25 см углы каждой квадратной пластинки, округляя их и не заботясь о тщательности обреза, но, стремясь получить круглые пластинки.

8. На одно круглое стекло наклейте круг из черной бумаги с круглым отверстием для глаза и вставьте стекло в конец трубки.

9. Другое круглое стекло оклейте папиросной бумагой или сделайте его матовым при помощи наждачного порошка, смоченного водой и притираемого к поверхности круглого стекла оставшейся частью стеклянной пластинки.

10. Вставьте в другой конец трубки прозрачное круглое стекло, положите на него разноцветные стеклышки и прикройте их матовым стеклом или стеклом с папиросной бумагой; укрепите стекло так, чтобы при повороте трубки вокруг ее продольной оси стеклышки свободно пересыпались между круглыми стеклами. Калейдоскоп готов.

3. Работа с калейдоскопом

1. Осветите матовое стекло. Смотрите в отверстие в черной бумаге и не торопясь, повертывайте калейдоскоп вокруг его оси. Каждый малейший поворот калейдоскопа вызовет перемещение разноцветных и разнообразных по форме стеклышек, и перед вашим взором будут возникать все новые и новые неповторимые узоры.

2. Усовершенствуйте калейдоскоп. Поверните выпуклую линзу и вставьте ее в отверстие для глаза, а матовое стекло заметите прозрачным стеклом.

3. Направив на это стекло мощный световой пучок так, чтобы свет проходил сквозь цветные стеклышки и линзу, можно получить на экране увеличенные калейдоскопические картины, которые могут быть сфотографированы.

Результаты исследования выводы:

Для себя я открыл : не только зеркала могут отражать, но и стекло, при угле между стенками 60º будет пятикратное отображение, стекло можно резать ножницами в воде, калейдоскоп можно делать и самому.
Свой калейдоскоп я подарю племяннице.

Калейдоскоп покорил всю Европу, Англию и Америку. Это было первое оптическое устройство, вышедшее из стен лабораторий, полюбившееся народу и имевшее коммерческий успех. Именно калейдоскоп открыл дорогу остальным оптическим игрушкам, которые, в свою очередь, привели следующие поколения к изобретению анимации и кино. Без калейдоскопа и других оптических игрушек изображения, возможно, никогда бы не ожили, а в наших гостиных висели бы широкоформатные плоские холсты, всегда показывающие одну и ту же картину.

Литература:

1.Калейдоскоп, оптический прибор // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.) - СПб., 1890-1907.

2.Глюк И. И все это делают зеркала. М., 1970. С. 37-39.

3.Иванов Б. Энциклопедия юного мастера. М., 1964. С. 87-88.

4.Тарасов школьника. М., 1968. С. 39-42.

5. Пёрышкин А. В Факультативный курс физики. изд. «просвещение» 1980г. С. 35-36 ;с. 130-131.