- Принцип работы: калейдоскоп

kalser.ru Опыты по физике Принцип работы: калейдоскоп
21.06.2011 15:59

Принцип работы: калейдоскоп

Как упоминалось в прошлом выпуске опыта о бинокле и перископе, сегодня мы рассмотрим принцип работы калейдоскопа и попробуем сделать свой самодельный калейдоскоп.

Калейдоскоп был изобретен сэром Дэвидом Брюстером в 1816 году и запатентован в следующем 1817-ом.Устройство использует особеннности формирования изображений комбинированных наклонных зеркал. В зависимости от количества зеркал и угла между ними, калейдоскоп будет формировать несколько симметричных узоров.

Сэр Дэвид Брюстер (1781 - 1868)

С момента своего появления, калейдоскоп позиционировался, в первую очередь, как игрушка, но и практическое применение также нашел.

Простой калейдоскоп состоит из двух тонких клиновидных зеркальных полос, закрепленных на общем ребре, или из одного листа зеркального алюминия, согнутого под углом 45 или 60 градусов. Зеркала, помещены в трубку со смотровым глазком на одном конце. На другом конце находится плоская камера, которую можно вращать.

Камера изготавливается из двух стеклянных дисков, нижний диск служит в качестве рассеивающего экрана. В камеру помещают кусочки из цветного стекла или бусины. При повороте или встряхивании, кусочки внутри камеры падают в различных положениях и освещаются естественным или искусственным светом через рассеивающий экран. При этом возможны от шести до восьми различных симметричных изображений. Количество комбинаций и узоров, при этом практически бесконечно.


Существует пять различных типов калейдоскопов.

Камерный калейдоскоп имеет закрытую полость со свободно падающими цветными камнями, кусочками стекла, бисера или другими объектами.

У жидкого калейдоскопа камера заполнена, как правило, глицерином, в котором взвешены кусочки стекла и прочее.

Колесный калейдоскоп оснащен одним или несколькими колесами в конце смотровой трубы. В колесах расположены кусочки стекла, полупрозрачные породы, такие как агаты, прессованные цветы, бисер, драгоценные камни или другие предметы. Чтобы сменить узор в колесном калейдоскопе достаточно лишь повернуть колесо.

Многоразовый калейдоскоп со съемной камерой. Содержимое камеры может изменяться, и есть возможность экспериментировать с собственным набором цветов и объектов.

Теледоскоп использует зеркала и линзы таким образом, чтобы все рассматриваемые изображения только многократно умножались.


Чтобы сделать калейдоскоп


Необходимые материалы:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Банка из под картофельных чипсов, любая другая цилиндрическая емкость, шило, ножницы, скотч, черная бумага или темный ватман, карандаш с линейкой, ненужная мультифора, или другая прозрачная пленка, цветные кусочки (использованы дошкольные счетные палочки).

proc_0

Отложим в сторону картофельные чипсы из банки и приступим к изготовлению макета простого камерного калейдоскопа.

Сначала нам нужно сделать отверстие в центре нижней части банки при помощи шила и расширить его до 1,5 см в диаметре толстой отверткой или чем-нибудь другим, подходящим для этих целей.

Это будет глазок калейдоскопа, важно, чтобы не было острых краев!

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Вырезаем три черные полосы длиной на 1-2 см короче трубы калейдоскопа. В нашем случае это 6,5 см х 20,5 см . Нам повезло - обложка бумаги для черчения  уже оказалась черного цвета. Поэтому сразу же приступим к вырезанию:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Немного терпения, и...

proc_4

Полосы готовы!

Нам нужно наклеить на черную сторону каждой из полос скотч.

Прозрачность скотча поверх черной бумаги обеспечит зеркальность поверхности.

Из полученных полос мы должны собрать трехгранную призму. Для этого сначала с тыльной (нечерной) стороны крепим полосы между собой все тем же скотчем:

proc_5

 

Затем просто сгибаем полосы и наша полая призма готова:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма

Чтобы кусочки не попали внутрь, сверху мы накладываем прозрачную пленку. Крепим все скотчем в произвольном порядке:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма

Помещаем получившуюся призму в трубу калейдоскопа. Если призма неплотно сидит, можно как у нас, по краям трубы разместить 1-2 листа А4. Толщина листов не даст призме выпасть.

Кстати, уже проявляется зеркальность. Сколько отверстий вы здесь видите?

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма, отражение

Остальные отверстия закрываем либо ватой, либо, как у нас, бумажными салфетками.

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма, отражение

 

Взгляните на что-нибудь в глазок прибора.

proc_10

Сразу четыре пары ножниц - мы уже получили теледоскоп! Но не будем останавливаться на достигнутом, продолжим дальше. Из счетных палочек делаем цветные кусочки:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Выходим на финишную прямую! Помещаем кусочки на призму с пленкой и салфетками. Закрываем это все полупрозрачной крышкой банки от чипсов. Прибор готов:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

В нашем случае макет калейдоскопа выглядит так:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

А теперь самое интересное - галерея изображений прибора.

Мало длинных кусочков, картина различима:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

А вот здесь уже сложнее:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

Загадочный фейерверк:

vid_2

Здравствуйте, муравей:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика, муравей

Теплые тона:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

Зеленый орнамент:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

Опыт подготовлен по материалам английского источника>>

Комментарии  

 
+7 # Guest 24.11.2011 17:50
:D здорово надо попробовать сделать. единственное не так красиво как покупной__ *буду бить*
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+7 # admin 24.11.2011 18:39
Это потому что макет. Обязательно попробуйте - узнаете на практике, как работает "покупной" калейдоскоп. В магазинных все загримировано, под разбери :) но схема такая. Есть макеты и посерьезнее, но мы для демонстрации выбрали самый простой, дешевый и быстрый в изготовлении
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+5 # Guest 01.07.2012 14:00
А если вместо скотча на бумагу наклеить тщательно разглаженную фольгу?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+7 # Guest 12.07.2012 09:32
Спасибо за вопрос, разобрал прибор и попробовал призму с фольгой. Получилось так:



Не удалось разгладить поверхность, но в целом фольга явно проигрывает скотчу, на мой взгляд. Весь эксперимент доступен по ссылке
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+5 # Guest 16.09.2012 11:02
ещё пока читал, сразу подумал про алюминиевый скотч. Он и разгладится и отражает отлично.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+3 # Guest 16.09.2012 15:44
*class* спасибо за идею, обязательно попробуем в ближайшем будущем вариант с алюминиевым скотчем. Следите за публикациями в разделе опыты по физике *write*
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+4 # Guest 23.09.2012 10:30
в случае алюминиевого скотча получилась следующая картина:


Весь эксперимент доступен по ссылке

Все-таки и по цене, и по качеству картины пока лидирует блестящий скотч + черный картон.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
0 # Guest 28.12.2012 18:01
у меня на работе есть полосы из зеркальной нержавеющей стали! завтра попробую сделать)
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+1 # Guest 29.12.2012 08:37
Круто, очень ждем рассказ, особенно фото картины калейдоскопа. Пока в номинации "цена-простота- качество" скотч непобедим:)
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+1 # Guest 01.07.2015 01:05
Делайте из CD-дисков, отражательная способность куда выше всех перечисленных материалов, близка к классическому стеклянному зеркалу.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
+1 # Виктория 03.09.2015 08:10
А как из двух зеркал?
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%B9%D0%B4%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 

(новое окно)

Как ввести формулу
Работает только для формы "Добавить комментарий" к материалу:
будет [img]http://latex.codecogs.com/gif.latex?t^2[/img]

YouTube-канал НИЯУ МИФИ >> YouTube-канал kalser.ru >>

Marvin and Milo Marvin and Milo
physics.org/marvinandmilo >>