Значение воды для живых организмов кратко. Вода в жизни человека. Биологическое и экологическое значение воды. Роль воды в жизни живых организмов

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.

XIX ГОРОДСКАЯ НАУЧНО - ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ

«ШАГ В БУДУЩЕЕ»

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ – ЮГРА

______________________________________________________________________________

Что внутри калейдоскопа?

Научно-исследовательская работа

Зызда Николай Андреевич

ученик 5 б класса

Научный руководитель:

Зызда Любовь Петровна

учитель математики

первой квалификационной категории

муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения муниципального образования город Нягань

«Муниципальная общеобразовательная школа №3»

г. Нягань, 2018 г.

Что внутри калейдоскопа?

Зызда Николай Андреевич

Аннотация

В современном мире так хочется отвлечься от повседневных постоянно набегающих на тебя скучных, нудных и таких суетливых дел и расслабиться. Одним из источников вдохновения, генератором положительных эмоций является обыкновенная детская игрушка – антидепрессант – «калейдоскоп». Когда видишь бесконечно складывающиеся узоры, понимаешь, что мир безграничен, как безгранична человеческая фантазия.

Актуальность: любознательному человеку всегда интересно знать, что и как устроено и почему определённые явления происходят именно так, а не иначе.

Цель:

Методы и приёмы:

Новизна работы заключается в изучении теоретического материала по теме зеркальная симметрия (не изучаемого в курсе математики 5 класса), заключительным этапом которого является применение полученных знаний на практике - изготовление детской игрушки - калейдоскопа и буклета с инструкцией и объяснением принципа работы "волшебной трубы".

Практическая значимость:

Что внутри калейдоскопа?

Зызда Николай Андреевич

Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, город Нягань

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Муниципальная общеобразовательная школа №3», 5б класс

План исследований

« Узорник - то трубка с тремя зеркальцами клином, где цветные стекляшки отражаются узорочною звездою, переменною, при всяком движении или обороте трубки».

В.Даль

Актуальность: Мир зазеркалья очень интересный и загадочный. Любознательному человеку всегда хочется понять, что и как устроено и почему определённые явления происходят именно так.

Находясь в зеркальном лабиринте, трудно найти выход из него. Почему? Узоры в детской игрушке-калейдоскопе не повторяются. Как они образуются? Почему не повторяются?

Проблема: нет ответов на вопросы, связанные с пониманием принципа работы калейдоскопа и других устройств в конструкцию которых входят зеркала.

Гипотеза: количество отражений объекта в зеркалах зависит от величины угла между ними.

Объект исследования: з еркальная симметрия.

Предмет исследования: применение свойств зеркальной симметрии в детской игрушке - калейдоскоп.

Цель: исследование зависимости количества изображений в зеркалах от величины угла между ними.

Задачи:

найти и изучить теоретический материал по теме «Зеркальная симметрия»;

исследовать зависимость количества изображений от величины угла между зеркалами;

ознакомиться с устройством калейдоскопа;

изготовить калейдоскопы разного вида;

создать буклет с инструкцией по изготовлению калейдоскопа и объяснению принципа работы;

провести мастер – класс по изготовлению калейдоскопов среди одноклассников.

Методы и приёмы: поиск, анализ, синтез информации, обобщение, систематизация, эксперимент.

Новизна работы заключается в изучении теоретического материала по теме «Зеркальная симметрия» (не изучаемого в курсе математики 5 класса), заключительным этапом которой является применение полученных знаний на практике - изготовление детской игрушки - калейдоскоп и буклета с инструкцией и объяснением принципа работы "волшебной трубы".

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.

Описание основных источников информации:

В статье описывается процесс многократного отражения в зеркале и в группе зеркал.

Книга, которая учит внимательно смотреть вокруг и видеть красоту обычных вещей, смотреть и думать, думать и делать выводы. Книга раскрывает прекрасный мир геометрии.

В сюжетах, собранных в книге, рассказывается как о математической «составляющей» крупнейших достижений цивилизации, так и о математической «начинке» привычных, каждодневных вещей. Увлекательный, популярно-описательный стиль изложения делает материалы книги доступными для широкого круга читателей.

https://ru.wikipedia.

В Википедии всегда можно получить наиболее полную информацию о чем угодно, будь то чья-либо биография или описания какого-то предмета или исторического события.

Что внутри калейдоскопа?

Зызда Николай Андреевич

Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, город Нягань

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Муниципальная общеобразовательная школа №3», 5б класс

Научная статья

История создания калейдоскопа

Калейдоско́п (от греч. καλός - красивый, εἶδος - вид, σκοπέω - смотрю, наблюдаю) - оптический прибор-игрушка, чаще всего в виде трубки, содержащей внутри три (иногда два или более трёх) продольных, сложенных под углом зеркальных стеклышек; при поворачивании трубки вокруг продольной оси цветные элементы, находящиеся в освещённой полости за зеркалами, многократно отражаются и создают меняющиеся симметричные узоры (рис. 1).

Рис.1 Картинка внутри калейдоскопа

В 1816 году калейдоскоп был открыт и запатентован шотландским физиком сэром Дэвидом Брюстером. Любопытно, что изначально калейдоскоп создавался Д. Брюстером в качестве научного прибора, а вовсе не как игрушка. Во время своих экспериментов в 1815 году учёный 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. После опубликования трактата о калейдоскопе, этим прибором заинтересовалась практически вся Европа.

Через пару лет калейдоскоп проник в Россию, где был встречен с невероятным восторгом и восхищением.

Зеркальная симметрия

В основе принципа работы калейдоскопа лежит зеркальная симметрия . Ежедневно каждый из нас по несколько раз в день видит своё отражение в зеркале. Это настолько обычно, что мы не удивляемся, не задаём вопросов и вообще не обращаем внимания. На самом деле мы ежедневно наблюдаем в зеркале удивительное математическое явление - "зеркальную симметрию". В древности слово "симметрия " употреблялось в значении "гармония", "красота". Действительно в переводе с греческого это слово означает "соразмерность, пропорциональность, одинаковость в расположении частей".

Если посмотреть на кленовый лист, снежинку, бабочку. Их объединяет то, что они симметричны. Если поставить зеркальце вдоль прочерченной на каждом рисунке прямой (рис. 2), то отраженная в зеркале половинка фигуры дополнит её до целой (такой же, как исходная фигура). Потому такая симметрия называется зеркальной. Прямая, вдоль которой поставлено зеркало называется осью симметрии (для фигур на плоскости) или плоскостью симметрии (в пространстве).

Зеркало не просто копирует объект, а меняет местами (переставляет) передние и задние по отношению к зеркалу части объекта.

Рис. 2. Симметричные объекты

Принцип работы калейдоскопа

Чтобы понять принцип работы калейдоскопа проведём опыт с зеркалами. Возьмём зеркало и положим перед ним фишку. Мы видим две фишки: одну в оригинале и одну в отражении "за зеркалом". В зеркале мы видим изображение фишки, находящееся на расстоянии равном расстоянию до зеркала. Возьмем теперь два зеркала расположенных под углом 120 0 друг к другу и повторим наш эксперимент. Мы видим три фишки: одну в оригинале и две в отражении. Зеркальный угол с раствором 90° покажет то же изображение четыре раза. А два зеркала, угол между которыми составляет 72°, дадут нам пятикратное изображение. Если угол между зеркалами 60 0 , то изображений 6, 30 0 -12 и т.д.(рис.3).

Вывод:

изображение в плоском зеркале мнимое ("за зеркалом"), прямое (неперевернутое), в натуральную величину и расположено симметрично источнику относительно плоскости зеркала.

количество изображений в зеркалах зависит от величины углов между зеркалами. Число изображений равно результату деления 360° на величину угла между зеркалами, то есть 180 0 , 120 0 , 90 0 , 72 0 , 60 0 , 45°, 36 0 , 30 0 и т. д. В зависимости от числа, на которое производится деление, мы видим фишку 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 и 12 раз:

Фишка совершает в зеркале "полный оборот". Таким образом, образует симметричный узор.

Устройство калейдоскопа

Рис.3 Изображения в зеркалах

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 (рис. 5). Два других варианта - прямоугольные треугольники с углами 90°-45°-45° (рис.6) и 90°-60°-30° (рис. 7).

Рис.4. Калейдоскоп

Рис. 7.

Изображение калейдоскопа с прямоугольным треугольником с углом 30 0 в сечении

Рис. 6.

Изображение калейдоскопа с равнобедренным прямоугольным треугольником в сечении

Рис.5.

Изображение калейдоскопа с равносторонним треугольником в сечении

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

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:

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

Объект должен быть расположен непосредственно перед отражающими поверхностями.

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

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

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

Я.И. Перельман в писал: "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:

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

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

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

http://animopticum.com/histories/kaleidoscope

http://businessidei.com/proizvodstvo-kaleydoskopov/

http://chippfest.blogspot.ru/2014/05/15.html

https://ru.wikipedia

https://znanija.com/task/5607328

Лишь сделаю рукой движенье –
И новое в глазах явленье!
А. Измайлов

1. Введение

Проблема. У меня есть любимая игрушка – калейдоскоп. Наверное, все ее знают и любят. Невозможно оторвать глаз от постоянно меняющихся цветных узоров! Но мало кто из ребят задумывается над тем, как он устроен. А ведь это настоящий оптический прибор, и работает он по законам физики.

Актуальность. Поэтому мне важно разобраться в устройстве калейдоскопа и рассказать об этом ребятам. Поняв принцип действия прибора, мы сможем сделать его сами. Получим интересную игрушку, хороший подарок, новые знания и умения. А еще можно попробовать улучшить калейдоскоп, придумать его новые виды.

Тема моего проекта «Мой калейдоскоп».

Объектом моего исследования стал калейдоскоп.

Предмет: устройство и принцип действия калейдоскопа.

Перед собой я поставила цель: изготовление калейдоскопа, улучшение его конструкции.

Для достижения поставленной цели я решу следующие задачи:

1. Изучить историю возникновения калейдоскопа.

2. Изучить виды калейдоскопов.

3. Изучить устройство и принцип действия калейдоскопа.

4. Изготовить калейдоскоп самостоятельно.

В своем проекте я буду применять такие методы исследования :

1. Поисковый метод - изучение литературы и источников интернета.

2. Практическая работа – изготовление калейдоскопа.

3. Анализ - выводы по проделанной работе.

Гипотеза: калейдоскоп можно сделать самостоятельно.

2. Основное содержание

2.1. История возникновения калейдоскопа

Калейдоскоп известен еще с давних времен. Уже в Древнем Египте был прообраз калейдоскопа. Египтяне с восхищением наблюдали за симметричными фигурами, которые возникали во время движения танцоров между расставленными по кругу отшлифованными каменными плитами .

И только через много веков устройство для получения симметричных картинок с помощью зеркал назвали калейдоскопом. Название свое калейдоскоп получил от греческого (калос) - красивый, (эйдос) - вид и (скопео) – смотрю (смотрю красивый вид) . В России 19 века калейдоскоп называли «трубкой, показывающей красивые виды". В толковом словаре Владимира Даля он назван «узорником» .

Калейдоскоп был изобретен в 1816 году шотландским физиком Давидом Брюстером. Во время своих экспериментов Брюстер обратил внимание, что осколки стекла, помещенные в трубу с зеркалами, создают чудесные симметричные узоры, отражаясь в зеркалах .

Есть также версия, что в России первый калейдоскоп изобрел великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов еще в 18 веке, но не запатентовал свое изобретение . В истории создания калейдоскопа есть свои загадки.

2.2. Виды калейдоскопов

Существуют несколько основных разновидностей калейдоскопов .

1. Классический калейдоскоп. В нем разноцветные стеклышки перемещаются при вращении корпуса калейдоскопа вокруг своей оси.

2. Гелевый (или масляные) калейдоскоп. В таком калейдоскопе разноцветные стекла, бисер, кусочки фольги и других материалы находятся в жидкости. Они двигаются благодаря перетеканию геля или масла и отражаются в системе зеркал.

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

Есть также большое разнообразие калейдоскопов смешанных видов.

4. Талейдоскоп (или теледоскоп). В нем нет внутри цветной засыпки. Секрет кроется в другом: узоры создаются из отражения окружающего нас мира. Изображение увеличивается благодаря линзе и многократно отражается от зеркальной внутренней призмы. Внутри талейдоскопа все, что нас окружает, превращается в необыкновенный мир.

2.3. Устройство и принцип действия калейдоскопа

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

Калейдоскоп - это детская игрушка, в которой разноцветные кусочки стекла, многократно отражаясь в трех зеркалах, создают красивый узор. Зеркала эти расположены как боковые грани правильной треугольной призмы, образуя между собой одинаковые углы.

Устройство калейдоскопа очень простое: 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 отражений: 45°(четыре зеркала) - 8 отражений, 60°(три зеркала) - 6 отражений, 90°(два зеркала) - 4 отражения. Один конец трубки закрыт матовым стеклом, а с другого конца маленькое отверстие закрыто прозрачным стеклом. Кроме стеклышек в качестве наполнителя используют металл, пластик, бисер, камни, перламутр, перышки .

Узоры в калейдоскопе практически никогда не повторяются. Мало кто подозревает, какое огромное число разнообразных фигур можно получить с его помощью. Допустим, вы держите в руках калейдоскоп с 20 стеклышками и 10 раз в минуту поворачиваете его, чтобы получить новое расположение отражающихся стеклышек. Сколько времени понадобится вам, чтобы пересмотреть все получающиеся при этом фигуры? Свыше пятисот миллиардов лет нужно вращать наш калейдоскоп, чтобы пересмотреть все его узоры! . Прибор с таким простым устройством дает такие удивительные результаты.

2.4. Изготовление калейдоскопа

1. Описание и чертеж калейдоскопа

Берется трубка из плотного картона. В нее помещаются три зеркальные пластины под углом в 60º. Между ними кладутся цветные стекла, и калейдоскоп закрывается прозрачными крышечками.

2. Материалы и инструменты

В ходе подготовки проекта я решила сделать три калейдоскопа. Они будут отличаться в использовании и оформлении.

Я подготовила необходимые для изготовления калейдоскопов материалы:

Корпус – трубка (пустая банка из-под чипсов, трубки из-под пищевой пленки и фольги);

Полированный металлический лист в качестве отражателя;

Прозрачный пластик;

Различные пластиковые крышки;

Картон;

Пенопласт;

Фонарик;

Светящийся шарик;

Кусочки цветного стекла, пластика, бусинки, фигурки;

Материалы для оформления калейдоскопа.

Для работы мне понадобились инструменты: ножницы, клей, линейка, карандаш, маркер, молоток, пробойник, скотч.

3. Практическая работа

В работе над калейдоскопами мне помогали родители. Они также объяснили мне, что при работе нужно соблюдать правила техники безопасности (см. приложение А).

1. Мы нарезали ножницами полированный металлический лист на полоски. Длина полосок была на 1-2 см меньше длины трубки, а ширину мама посчитала в зависимости от диаметра трубки.

2. Сделали призму – сложили 3 полоски зеркальной стороной внутрь и закрепили скотчем. Если посмотреть в эту призму, то уже можно увидеть много отражений.

3. Установили зеркальную призму в трубку калейдоскопа. Закрепили ее клеем и пенопластом.

4. Из прозрачного пластика вырезали круг по размеру трубки. Положили его на призму и закрепили клеем.

5. С другой стороны в дне трубки мы сделали смотровое отверстие с помощью пробойника и молотка. Мы закрыли отверстие прозрачным пластиком и шайбой с отверстием, чтобы защитить калейдоскоп от пыли, а глаза от острых краев.

6. Поместили цветные стеклышки на прозрачный пластиковый круг и закрыли крышкой. При этом крышку сначала сделали матовой с помощью круга из ткани. Она должна пропускать свет, но быть непрозрачной.

7. Украсили наш калейдоскоп – разноцветными нитками, джинсовой тканью, кружевом.

По этому принципу мы сделали три калейдоскопа из разных материалов. Каждый калейдоскоп имеет свои особенности. Работа была для меня очень увлекательной.

4. Три вида калейдоскопа

Особенность первого калейдоскопа – возможность менять цветной наполнитель. Крышка открывается, и стеклышки можно заменить на бусинки, перышки, камушки…

Второй наш калейдоскоп оборудован встроенным фонариком. Для него не нужен источник света. Можно не смотреть через калейдоскоп в окно или на лампу. Просто включаешь фонарик, и можно любоваться чудесными узорами даже ночью, в темноте.

Третий калейдоскоп тоже имеет свой источник света. В нем нет стеклышек, зато есть светящийся шарик. Нужно просто потрясти калейдоскоп, шарик загорится разноцветными огоньками. Эти огоньки отражаются в зеркальной призме и создают волшебные узоры.

5. Заключение

В ходе работы над проектом я изучила литературу, источники из Интернета. Узнала много об истории калейдоскопа, его устройстве и принципе работы, интересные факты о калейдоскопе (см. приложение Б).

Я поняла, что калейдоскоп – не просто детская игрушка, а самый настоящий оптический прибор. Его действие основано на законах физики. После изобретения калейдоскопа люди смогли придумать и другие оптические приборы – телескоп, микроскоп, фотоаппарат, телевизор. А началось все с игрушки.

Я узнала, что в современном мире калейдоскоп используют не только дети, но и врачи, художники, музыканты и композиторы, программисты… (см. приложение В). У нас на компьютере даже есть программа Калейдоскоп – картинки меняются от движения компьютерной мышки .

С помощью родителей я изготовила три калейдоскопа из доступных материалов. У каждого моего калейдоскопа есть свои особенности. Было очень интересно придумывать эти «изюминки».

Я выполнила поставленные задачи и подтвердила свою гипотезу: калейдоскоп можно сделать самостоятельно.

Мне кажется, что проект будет интересен в различных учебных и развивающих учреждениях. Он сочетает в себе занимательность и простоту исполнения с теоретической основой. Это позволит заинтересовать ребят изучением естественных наук.

Проект не требует больших затрат на его выполнение, а также специальных условий для реализации. Его можно выполнить в условиях школы или дома. Это могут сделать ученики самостоятельно, получая знания в литературе, интернете, консультируясь с учителями физики, математики, информатики.

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.

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

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

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

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

Какова история калейдоскопа?

Калейдоскоп представляет собой цилиндр с зеркалами содержащий свободные цветные объекты рассматриваются как бисер или камешки и кусочки стекла. Как зритель смотрит в один конец, свет входе в других создает красочные картины, в связи с отражением от пробок. Придуман в 1817 году шотландский изобретатель сэр Дэвид Брюстер, «калейдоскоп» происходит от древнегреческого (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 !

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