Творческий проект "Калейдоскоп"
проект (2 класс) на тему

Городской конкурс исследовательских, творческих и проектных работ учащихся начальных классов

Тема: «Калейдоскоп».

Направление: Техника, Техническое конструирование. Оригинальная игрушка.

Работу выполнила ученица 3»а» класса

Колесникова Виалетта

Руководитель: Лоскут Ольга

Александровна,

педагог

дополнительного образования

МБОУ «ООШ №14»

г.Троицк

2016г.

Содержание

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

Глава 1. Калейдоскоп – игрушка или прибор?

1. История калейдоскопа………………………………………………….4
2. Принцип действия калейдоскопа………………………………………6
3. Интересные факты………………………………………………………7

Глава 2. Работа над  проектом………………………………………………….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:

1. Обзор литературы по теме.
2. Создание опытных экземпляров калейдоскопов из разных материалов.

Лишь сделаю рукой движенье —
И новое в глазах явленье!

Глава 1. Калейдоскоп игрушка или прибор?

1. История калейдоскопа

           Толковый словарь русского языка Д.Н.Ушакова - "КАЛЕЙДОСКОП"

калейдоскопа, м. (от греч. kalos - прекрасный, eidos - вид и skopeo - смотрю). 1. Прибор в виде зрительной трубки с вставленными в нее под известным углом друг к другу зеркальными стеклами и положенными между ними цветными стеклышками, отрезками цветной бумаги, бисером и т. п., которые при поворачивании прибора отражаются в зеркалах и создают разнообразные красивые узоры. 2. перен. Быстрая смена мелькающих образов, впечатлений (книжн.). Калейдоскоп лиц. Пестрый калейдоскоп событий.

       О калейдоскопе было известно еще в давние времена. Его прообраз был известен в Древнем Египте. С восхищением наблюдали египтяне за симметричными фигурами, которые возникали при движениях танцоров. Они танцевали между отшлифованными плитами известняка, расставленными вкруговую.

Впервые калейдоскоп появился в России  в конце 18 века. Его изобрел великий русский ученый М. В. Ломоносов, которого восхищала удивительная красота стекла. Он занимался изучением различных способов его применения. (приложение 1)

Ломоносов написал оду "О пользе стекла", в которой он воспевает его очарование.

"Неправо о вещах тех думают, Шувалов, 
Которые стекло чтут ниже минералов. 
Приманчивым лучом 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!..."

Изобретение М. В. Ломоносова не было, к сожалению, запатентовано, так как закон о патентах был принят только лишь в 1812 году. В Эрмитаже хранятся в настоящее время три калейдоскопа, изобретенные великим ученым.

Считается, что калейдоскоп изобрел английский физик Дэвид Брюстер (приложение2). 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 (приложение3).

Изобретение Брюстера «раскрасило» жизнь – представители всех классов и сословий, независимо от возраста радостно наблюдали за причудливыми узорами, которые никогда не повторялись. 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". оптик Чарльз Буш вносил в устройство калейдоскопа усовершенствования. Он разработал, так называемый, "калейдоскоп для гостиной", который начали производить в больших количествах.

Калейдоскоп представлял собой продолговатый черный цилиндр, поставленный на деревянный штатив. Этот цилиндр мог поворачиваться на 360 градусов, у него на конце располагался медный барабан со спицами. За эти спицы барабан можно было вращать.

Самой примечательной деталью в калейдоскопе Буша и был барабан. В нем находились осколки стекла, которых было 35 штук. Треть их была заполнена жидкостью. Внутри жидкости плавали воздушные пузырьки. Даже после того, когда барабан останавливался, они продолжали двигаться. Хорошо подобранные цвета стекол создавали красивые узоры, которые не были доступны ни одному другому калейдоскопу 19 века (приложение 4).

         Калейдоскоп не просто игрушка. 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.

Виды калейдоскопов (приложение 5):

Классический калейдоскоп подразумевает наличие разноцветной засыпки, которая перемещается при вращении корпуса калейдоскопа вокруг своей оси.

Гелевые калейдоскопы объединены наличием гелеобразного вещества, в котором присутствует разноцветная засыпка.

Калейдоскоп с вращающимися кольцами имеет традиционную оптическую схему из трех зеркал с отражающимися узорами, которые создаются вращением одного или двух колец на торце трубки.

Талейдоскопы - изделия с традиционной оптической схемой, не имеющие внутри цветной засыпки. Их секрет кроется в другом: узоры создаются из отражения частичек окружающего нас мира.

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  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.

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

Калейдоскоп в современном мире (приложение 6).

   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.

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.

В севастопольском эко-парке «Лукоморье» можно посмотреть самый большой калейдоскоп. Сделал уникальный агрегат в Запорожье Александр Бойко, 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.

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.

Гигантский калейдоскоп "Тесла". Калейдоскоп, сделанный на основе катушки тесла и стеклянных шаров с инертными газами. От катушки шары начинают светиться разными цветами, в зависимости и типа газа внутри. Тарелка с шарами вращается на подшипнике. На основе калейдоскопа установлены 4 оптические трубки -телейдоскопа. Стеклянные шарики в них преломляют изображение, а оптическая зеркальная система это изображение приумножает. Узоры завораживают. Рекомендовано устанавливать изделие в затемненном помещении. Данный экспонат был изготовлен специально под заказ для музея зеркал в Канаде, Торонто.

Устройство калейдоскопа (приложение 7)

     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. 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.

Мой калейдоскоп

Мне понадобится:

1. Банка из под чипсов Pringles

2. 3 полоски картона размером 5,5см на 2о см, фольга, 3 зеркала размером 5,5 см на 20 см

3. Мелкие прозрачные бусины, пуговки, стеклярусы разных цветов и форм

4. 3 прозрачных пластиковых или стеклянных диска (купила в магазине «Школьник» пластиковый лист)

5. Ножницы

6. Клей

7. Скотч

8. Линейка

9. Бумага для украшения

Изготовление калейдоскопа (приложение 8)

1 Сначала я обклеила картонные полоски фольгой. Полоски фольги склеила между собой скотчем, обклеенной стороной внутрь.

2 В донышке банки сделала круглое отверстие. Полученную треугольную призму вставила в баночку.

3 Вырезала два круга из пластика. Один положила на призму и закрепила его. Насыпала на пластину приготовленные бусы, стеклярус, пуговицы. Закрыла крышкой от баночки Pringles.  И посмотрела в смотровое отверстие.

Результат мне не понравился. Я поняла, что наклеенная фольга не дает абсолютно гладкую поверхность. Да и крышечка от баночки была прозрачная.

3 Я попросила вырезать три зеркальные полоски и заменила ими полоски из фольги.  Для того, чтобы сделать крышечку менее прозрачной, я использовала матовую папку для файлов (пришлось пожертвовать целой папкой), вырезав из нее круг, диаметром как крышечка от банки. Результат оказался намного лучше.

4 Обклеила баночку цветной бумагой и украсила  разноцветными лентами. В заключении я обработала смотровое окошко: наклеила плотный картон с отверстием посередине, затем прозрачный пластиковый круг, затем снова картон с отверстием, но цветной.

Результат меня удовлетворил полностью.

Интересные факты

       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 по легенде Архимед поджигал с помощью зеркал вражеские корабли, ему был установлен памятник, изображающий ученого со сферическим зеркалом в руках, направленным в сторону моря.

      Леонардо да Винчи писал свои трактаты перевернутым шрифтом 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 глаза кошки 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.