Исследовательский проект "Калейдоскоп"

Опубликовано Трубина Наталия Владимировна вкл 24.08.2021 - 13:37

Автор:

Конева Мирослава

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. Люди, взявшие его в руки, не расстаются с ним. 25 узорообразующих элементов не повторяются в течение 500 млн. лет. Мне стало интересно, как же устроен калейдоскоп, и можно ли его сделать самостоятельно.

Скачать:

Вложение	Размер
kaleydoskop-_koneva_miroslava.docx	456.77 КБ

Предварительный просмотр:

Исследовательский проект

«Калейдоскоп»

Работу выполнила: ученица 4 б класса

Конева Мирослава Ильинична

Муниципального общеобразовательного учреждения «Гимназия г. Надыма»

Руководитель: Трубина Наталия Владимировна

учитель начальных классов

МОУ «Гимназия г. Надыма»

Надым

2020 г.

«Калейдоскоп»

Актуальность. 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. Люди, взявшие его в руки, не расстаются с ним. 25 узорообразующих элементов не повторяются в течение 500 млн. лет. Мне стало интересно, как же устроен калейдоскоп, и можно ли его сделать самостоятельно.

Цель исследовательской работы: узнать как можно больше о калейдоскопе и изготовить калейдоскоп из доступных материалов.

Задачи исследовательской работы:

1. Изучить историю калейдоскопа.

2. Узнать, как устроен калейдоскоп.

3. Изготовить калейдоскоп.

4. Проанализировать всю собранную информацию и сделать выводы.

Гипотеза: возможно ли самому изготовить калейдоскоп.

Объект исследования: калейдоскоп.

Предмет исследования: устройство калейдоскопа.

Методы исследования: чтение литературы, анкетирование, изготовление калейдоскопа своими руками, сделать выводы.

Выводы: Чтобы наслаждаться увлекательным, никогда не повторяющимся зрелищем, можно не только купить калейдоскоп, но и сделать самому! Знания к нам приходят через глаза и уши. Но я доказала, что знания приходят и через руки! Подтвердилась древняя народная мудрость: «Скажи мне – и я забуду, покажи мне – и я запомню, дай мне сделать самому и я научусь».

По завершении работы над созданием калейдоскопа, я могу отметить, что моя гипотеза нашла свое подтверждение, калейдоскоп у меня получился. Он выполняет главную функцию – доставляет удовольствие смотрящему. Узоры в калейдоскопе яркие, сочные, разнообразные, непредсказуемые, удивительные.

Оглавление

1.Введение…………………………………………………….……………….…………..…….4

2. Основная часть…………………………………….……………………….…….……….…..5

2.1.Что такое калейдоскоп? ……… ……………………………………………………...……5

2.2.История калейдоскопа …………..……………………….…………………...……..….….5

2.3. Устройство и принцип работы калейдоскопа ………………………….….....………..…7

2.4. Разновидности калейдоскопов …………………………………………………...…....…. 7

3. Практическая часть……………………….……………………….……….……………….. .9

3.1. Анкетирование ……………………………………………………….………….….……. .9

3.2.Изготовление калейдоскопа………………..……………………….….………..….….… 10

4. Заключение……………….…………………………… ………………..………………..… 10

Список литературы……………………….……….……………………..…………………..... 11

Приложение………………………………..……….……………………..………….….…….. 12

«Калейдоскоп»

1.Введение.

Цель исследовательской работы: Узнать как можно больше о калейдоскопе и изготовить калейдоскоп из доступных материалов.

Задачи исследовательской работы:

1. Изучить историю калейдоскопа.

2. Узнать, как устроен калейдоскоп.

3. Изготовить калейдоскоп.

4. Проанализировать всю собранную информацию и сделать выводы.

Гипотеза: возможно ли самому изготовить калейдоскоп.

Объект исследования: калейдоскоп.

Предмет исследования: устройство калейдоскопа.

Методы исследования: чтение литературы, анкетирование, изготовление калейдоскопа своими руками, выводы.

2.Основная часть.

2.1. Что такое калейдоскоп?

Все мы знаем, что такое калейдоскоп. Но разве кто-нибудь задавался вопросом, как он устроен или благодаря чему мы видим такие непохожие друг на друга изображение? Давайте рассмотрим, как же устроен калейдоскоп.

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.

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. 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. 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. Так же повернув прибор матовым стеклом к свету, можно видеть через прозрачное стекло симметрично расположенные, красивые цветные узоры, форма которых меняется при вращении калейдоскопа. При этом возможны от шести до восьми различных симметричных изображений. Количество комбинаций и узоров, при этом практически бесконечно. 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.

2.2. История калейдоскопа.

Прообраз калейдоскопа был известен ещё в древних Египте и Индии. Египтяне с восхищением наблюдали за симметричными фигурами, возникающими во время движений танцоров между расставленными вкруговую отшлифованными плитами известняка.

И только в 19 веке мы получили новый калейдоскоп - устройство для получения симметричных картинок.

Название свое «калейдоскоп» получил от греческого kalos - красивый, eidos - вид и skopeo - смотрю, наблюдаю.

У нас в России калейдоскоп появился в конце 18 века и изобрел его великий русский ученый М.В. Ломоносов (Приложение 1 рис.2), 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 был изобретен сэром Дэвидом Брюстером (Приложение рис.1) в 1816 году и запатентован в следующем 1817-ом. 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. 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. 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 (Приложение рис.3). Узор менялся в зависимости от того, под каким углом зеркала располагались друг к другу, а также от того, какое количество зеркал использовалось.

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...

2.3. Устройство и принцип работы

Матовое стекло – основа, она рассеивает входящий свет и действует как экран. (Приложение 1 рис.4)

У трубки просмотра есть стеклянный окуляр в одном конце; это может быть обычное стекло или оптические линзы с увеличивающими свойствами. (Приложение 1 рис.4)

В трубке три полосы зеркал соединены, чтобы сформировать треугольник; углы зеркал также влияют на представление через калейдоскоп. (Приложение 1 рис.4)Как правило, они повернуты или в 45 ° или в 60°. Когда объектное поле превращено или касается, стекло или возражает внутреннему перемещению и падению свободно падающие детали.

Поскольку средство просмотра поворачивает окуляр к источнику света, зеркала производят симметричный порядок из падающих объектов и умножают их шесть, восемь, или больше раз в зависимости от углов зеркал. (Приложение 1 рис.4)

$C:\Users\Сегеда Т А\Pictures\ф.png$

2.4. Разновидности калейдоскопов

Видов калейдоскопов множество, все они существенно различаются по форме, назначению, стилю и цене. Некоторые из них – настоящие произведения искусства. Несмотря на кажущуюся простоту прибора, многие изобретатели до сих пор его усовершенствуют, внося в конструкцию что-то свое.
Я в своей работе перечислю основные разновидности.

Камерный калейдоскоп имеет закрытую полость со свободно падающими цветными, кусочками стекла, бисера или другими объектами.
У жидкого калейдоскопа камера заполнена как правила глицерином, в котором взвешены кусочки стекла и процессе. (Приложение 1 рис. 8)
Колесный калейдоскоп оснащен одним или несколькими колесами в конце смотровой труб. 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.
Телейдоскоп использует зеркала и линзы таким образом, чтобы все рассматриваемые изображения только многократно умножались. (Приложение 1 рис. 5)
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. (Приложение 1 рис. 7)
Параскоп дает объемную картинку. В этом случае узор образуется из отражений предметов окружающего мира и одновременно стеклышек, заключенных внутри калейдоскопа. (Приложение 1 рис. 6)
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. (Приложение 1 рис. 9)

Современные тренажеры калейдоскопы устроены подобным образом, но они обеспечивают улучшение зрительных функций за счет специальной паттерн стимуляции на определенные участки глаза:

Расслабляют мышечные ткани.
Активизируют нервные импульсы цветом.
Увеличивают фокусировку взгляда.
Улучшают кровоснабжение тканей глаз.
Нормализуют клеточный метаболизм.
Способствуют регенерации поврежденных нейрорецепторов и мышечных клеток глаз.

Если говорить о рекордах в мире калейдоскопов, то самый большой 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.

В Париже в 1900 году был выстроен павильон, получивший название "Дворец миражей". 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. Благодаря "зеркальному” эффекту 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.

3. Практическая часть

3.1. Анкетирование.

В начале исследовательской работы я провела анкетирование, чтобы узнать, что знают мои одноклассники о калейдоскопе. Было опрошено из 4А и 4Б класса МОУ «Гимназия» г. Надыма» 19 человек. Им были заданы следующие вопросы:

Вопрос 1: Знаешь ли ты, что такое калейдоскоп?	да	нет
Вопрос 2: Знаешь ли ты как устроен калейдоскоп?	да	нет
Вопрос 3: Полезен ли калейдоскоп для зрения?	да	нет
Вопрос 4: Хотел (а) бы ты сделать калейдоскоп своими руками?	да	нет

При помощи данных вопросов я узнала, что 17 из 19 опрошенных сверстников знают, что такое КАЛЕЙДОСКОП, 12 из 19 знают как он устроен, 8 из 19 уверенны что калейдоскоп полезен для зрения, а один опрошенный выразил сомнение по поводу полезности калейдоскопа. 17 человек из 19 хотели бы сделать калейдоскоп своими руками.

3.2. Изготовление калейдоскопа.

Для изготовления калейдоскопа мне понадобился следующий материал:

Банка из под картофельных чипсов
Шило
Ножницы
Скотч
Картон
Фольга
Карандаш с линейкой
Прозрачная пленка
Цветные кусочки (стеклышки, бисер, пуговки и т.д.)

Сначала я вырезала три полосы из картона длиной на 1-2 см. короче трубы калейдоскопа. В нашем случае это 6,0 см. * 20,5 см. (Приложение 2 фото 2)

Затем обернула полосы фольгой и склеила их скотчем, и наша полая призма готова. (Приложение 2 фото 3, фото 4)

Помещаем получившуюся призму в трубу калейдоскопа. (Приложение 2 фото 5).

Теперь нам нужно сделать отверстие в центре нижней части банки при помощи шила и расширить его до 1,0 см в диаметре толстой отверткой или чем-нибудь другим, подходящим для этих целей. Это будет глазок калейдоскопа, важно, чтобы не было острых краев! (Приложение 2 фото 6). Кстати, уже проявляется зеркальность. Сколько отверстий вы здесь видите?

Вырезаем прозрачный диск из пластмассы и кладем его на призму, которая находится в банке. (Приложение 2 фото 7).

Выходим на финишную прямую! Помещаем цветные кусочки на призму с пленкой. Теперь мы прикладываем ващеную бумагу к крышке. Закрываем этой крышкой наш калейдоскоп и прибор готов!

Осталось лишь украсить наш калейдоскоп. (Приложение 2 фото 8, 9, 10, 11).

4. Заключение

Чтобы наслаждаться увлекательным, никогда не повторяющимся зрелищем можно не только купить калейдоскоп, но и сделать самому! Многие из нас очень любознательны – нам всё интересно, всё хочется потрогать, изучить свойства и принцип действия объекта. Знания к нам приходят через глаза и уши. Но я доказала, что знания приходят и через руки! Подтвердилась древняя народная мудрость: «Скажи мне – и я забуду, покажи мне – и я запомню, дай мне сделать самому и я научусь».

Многие врачи советуют применять калейдоскопы с целью профилактики некоторых заболеваний глаз, и даже лечения. Калейдоскопы служат отличным способом избавления от излишней раздражительности, переутомления и приведения своей нервной

системы в норму.

Отдельно отмечу, что стоимость прибора оказалась нулевой – ни один из использованных материалов не был приобретен в магазине специально, все оказалось дома под рукой.

Список литературы.

Использованные ресурсы: