Hoe Caleidoscopen Werken

{h1}

Caleidoscopen bestaan ​​al sinds het begin van de 19e eeuw. Maar hoe werken deze glazen gadgets? Lees meer over caleidoscopen op WordsSideKick.com.

Herinner je je de eerste keer dat iemand je een caleidoscoop gaf en je uitnodigde om naar binnen te kijken? Je hebt misschien een ratelend geluid gehoord aan het uiteinde van de felgekleurde kartonnen buis terwijl je het als een kijker aan je oog optilde. Misschien was je sceptisch, maar toen je naar binnen keek, was je verbaasd over de uitbarsting van kleur en het ingewikkelde ontwerp aan de andere kant. Het maakt niet uit hoe lang je hebt gespeeld met dat fascinerende apparaat, of hoe vaak je hebt gedraaid of het uiteinde hebt geschud, je hebt nooit exact hetzelfde patroon twee keer gezien.

Generaties mensen van de afgelopen twee eeuwen hebben deze ervaring gedeeld, maar niemand heeft ooit identieke afbeeldingen bekeken. Misschien maakt het deel uit van de aantrekkingskracht van de caleidoscoop dat een dergelijk low-tech apparaat een eindeloze reeks prachtige - soms adembenemende - kunst kan creëren. Maar de kunst duurt slechts een paar momenten voordat deze wordt vervangen door de volgende verbazingwekkende afbeelding.

Het woord caleidoscoop komt van Griekse woorden en betekent 'mooie vorm om te zien'. Sommige zijn zo mooi en zeldzaam dat ze worden gewaardeerd als verzamelobjecten, waardoor er veel geld op de markt wordt gebracht: een verkocht in een veilinghuis in 2000 voor meer dan $ 75.000 [bron: Kohler].

Ondanks wat je misschien ooit hebt gedacht, is het geen magie die de prachtige vormen van de caleidoscoop creëert, maar eerder een verzameling van spiegels, hoeken en gewone objecten die op een zeer wetenschappelijke manier werken. Op de volgende pagina zullen we het mysterie achter die spiegels en prachtige vormen verkennen, en we zullen zien waarom er helemaal geen mysterie is. In feite zou je al snel zelf een caleidoscoop kunnen maken om je vrienden te verbazen en te verrassen.

Kaleidoscopes Explained

Op het meest basale niveau bestaat een caleidoscoop uit twee of meer spiegels of reflecterende oppervlakken die onder een hoek ten opzichte van elkaar zijn geplaatst en meestal een V-vorm of een driehoek vormen. Een tubeorcase - die er vaak uitziet als een kijker - is het lichaam dat het spiegelsamenstel omringt. Aan het ene uiteinde van de spiegels bevindt zich een verzameling voorwerpen en aan het andere uiteinde een oogholte.

Wat je ziet als je door die oogholte kijkt, zal nooit twee keer precies hetzelfde zijn! Terwijl de container met de objecten meestal zo groot is als - of groter is dan - de caleidoscoopbuis, wordt alleen het deel van de objecten dat binnen de ruimte van de driehoek in de objecthouder valt gereflecteerd.

Overweeg een pizza gesneden in wig plakjes. Een enkele plak kan de objecten voorstellen die worden weergegeven in het V-vormige of driehoekige gebied van een caleidoscoop. Als je echter dat stukje pizza tussen twee schuine spiegels zet, zou wat je ziet er bijna uitzien als een hele pizza die bestaat uit talloze reflecties van die ene schijf, naast elkaar.

Basisgeometrie vertelt ons dat een cirkel, zoals een complete pizza, 360 graden rond is. Elke pizzapunt of driehoek in de caleidoscoop is daar een onderdeel van. Hoe dikker de wig, hoe breder de hoek op zijn punt is; hoe dunner de wig, hoe kleiner de hoek. De grootte van de hoek bepaalt hoe vaak dat segment wordt gereflecteerd. Als uw segment bijvoorbeeld een kwart van de hele pizza is, is de hoek 90 graden. In een caleidoscoop met twee spiegels verschijnt dat pizzapunt vier keer in het beeld aan het einde van de caleidoscoop. Als de slice de helft van die grootte is - een hoek van 45 graden - wordt deze acht keer weerspiegeld in de afbeelding [bron: Kohler]. Hoe kleiner het segment, hoe vaker het wordt weergegeven.

Gelukkig is het beeld in de gemiddelde caleidoscoop veel interessanter dan pizza. Zelfs de eenvoudigste verzameling gewone knoppen, kralen of glazen stukken wordt getransformeerd in een ingewikkeld en mooi ontwerp wanneer een caleidoscoop zijn werk doet. Dit is gedeeltelijk het gevolg van het principe van symmetrie. Als u een lijn door het midden van een symmetrisch object trekt, zijn de helften aan weerszijden van de lijn hetzelfde. Gewoonlijk zou je zeggen dat ze spiegelbeelden van elkaar zijn. In een caleidoscoop is elk herhaald beeld symmetrisch ten opzichte van het beeld ernaast. Hoe nauwkeuriger de spiegels of reflecterende oppervlakken met elkaar worden verbonden, des te preciezer zullen de resulterende symmetrische afbeeldingen zijn.

In een caleidoscoop met twee spiegels heeft een wig van 30 graden 11 reflecties [bron: Staub]. Als de originele wig helemaal bovenaan staat (om 12 uur op een wijzerplaat), zijn de reflecties op zijn rechter en linker (11 uur en 1 uur) de eerste reflecties van het originele beeld. Gegeven de manier waarop licht een spiegel raakt en weerkaatst onder dezelfde hoek, zou een blauwe kraal geplaatst aan de rechterrand van de oorspronkelijke wig in dezelfde positie verschijnen op de linkerranden van de eerste reeks reflecties. De reflecties om 10 uur en 2 uur zijn de tweede reeks reflecties; de blauwe kraal verschijnt aan de rechterkant van deze wiggen.

De derde reeks reflecties (9 uur en 3 uur) toont de blauwe kraal terug op de linkerrand. De blauwe kraal verschijnt aan de rechterrand in de vierde reeks reflecties (8 uur en 4 uur). En het verschijnt aan de linkerranden in de vijfde reeks reflecties (7 uur en 5 uur). De laatste reflectie (6 uur) toont de kraal nogmaals aan de rechterkant. De manier waarop de weerspiegelingen van het object van links naar rechts bewegen en in deze symmetrische dansvorm de patronen combineren die caleidoscopen zo heerlijk maken.

De constructie met twee spiegels creëert een ontwerp van wigvormige reflecties die 360 ​​graden vullen met een zwarte achtergrond.Drie of meer spiegels zullen resulteren in een ontwerp dat de hele ruimte vult met nog ingewikkelder geometrische patronen en hun schijnbaar eindeloze reflecties. Drie spiegels creëren bijvoorbeeld een reeks complexe driehoekige reflecties. De spiegelhoek beïnvloedt het patroon.

Omdat de objecten in de caleidoscoop bewegen - meestal nadat je ze hebt geschud of de objectcontainer hebt gedraaid - zijn ze nooit voor de tweede keer exact op dezelfde manier gerangschikt, en geen twee ontwerpen zullen ooit perfect identiek zijn.

Wil je weten hoe dit ingenieuze apparaat is ontstaan? Lees dan verder.

Geraakt door een hoek

Licht dat reflecteert op een spiegel wordt vaak vergeleken met een stuiterende bal. Stel je voor dat je een bal recht naar beneden gooit; het stuitert meteen terug naar je. Als je de bal zodanig gooit dat hij de grond een korte afstand voor je raakt, zal hij tegen de zelfde hoek in de tegenovergestelde richting van de grond afketsen. Licht gedraagt ​​zich op dezelfde manier. Met behulp van dit principe zou het mogelijk zijn om - als iemand dat wilde - vooraf te bepalen welk beeld zal worden weergegeven wanneer een object wordt gereflecteerd door een schuine spiegel.

Geschiedenis van Caleidoscopen

David Brewster, een Schotse natuurkundige, patenteerde de caleidoscoop in 1817.

David Brewster, een Schotse natuurkundige, patenteerde de caleidoscoop in 1817.

Er zijn aanwijzingen dat stukjes gepolijst zijn obsidian (een vulkanisch glas) werden gebruikt als spiegels zo lang als 8.000 jaar geleden [bron: Enoch]. Spiegels weerspiegelden zonlicht of vuur in vroege vuurtorens, en er is een optekening van een mogelijke optische illusie door een oude Egyptische goochelaar met een spiegel. Tegen de 17e eeuw werd de "Spiegelzaal" - een sierlijke gang met 357 spiegels - in het Paleis van Versailles een weergave van de Franse glorie. Spiegels hebben mogelijk ook bijgedragen aan het bereiken van symmetrie bij het plannen van siertuinen, een stap in de richting van de caleidoscoop.

Tegen het begin van de 19e eeuw was de weg geëffend voor dit nieuwe apparaat dat utilitaire spiegels tot plezier maakte. Aan het begin van de negentiende eeuw verkenden wetenschappers concepten van licht en optica, terwijl het verbeteren van technologieën ook de middenklasse in staat stelde meer tijd en middelen aan vrije tijd te besteden. Apparaten die bekend staan ​​als filosofisch speelgoed werden een vorm van amusement die dubbel werk deed door wetenschappelijke vooruitgang te delen terwijl ze de massa's vermaakten.

In 1816 was Scotsman Dr. David Brewster de eerste die spiegels en objecten in een buis rangschikte en het een caleidoscoop noemde. Niet alleen speelgoed, het apparaat was ook bedoeld voor gebruik door ontwerpers en kunstenaars, die mogelijk geïnspireerd waren door de prachtige patronen die ze konden creëren. Brewster patenteerde zijn uitvinding in 1817.

Kaleidoscope-technologie maakte zijn volgende sprong voorwaarts in 1873. Dat is het moment waarop American Charles Bush verschillende verbeteringen patenteerde. Hij voegde een standaard toe die gemakkelijk kon worden gedemonteerd voor draagbaarheid en een draaiend wiel om de verscheidenheid aan mogelijke ontwerpen uit te breiden. Misschien kwam de meest ingenieuze vooruitgang van Bush echter in de vorm van speciale ampullen. Een ampul is een kleine, afgesloten glazen injectieflacon met vaak een medicijn. Kleine ampullen waren al in sommige caleidoscopen als objecten gebruikt. Door Bush gepatenteerde ampullen met "twee of meer vloeistoffen met verschillende dichtheden of karakter, of een vloeistof met een vaste stof of vaste stoffen." Bush schreef dat de vloeistoffen in de ampullen niet in staat zouden zijn om te mengen en dat elke vloeistof zijn eigen kleur zou hebben. Dit maakte nog meer ingewikkelde ontwerpen mogelijk [bron: Bush].

Entertainment raakt de hightech in de komende eeuw. Radio, films en televisie duwden caleidoscopen voornamelijk in kinderhanden. Dat wil zeggen, totdat een tentoonstelling in het Strathmore Hall Arts Center in 1985 in Maryland meer dan 100 kaleidoscopen omvatte en grote belangstelling trok. De oprichting van de Brewster Kaleidoscope Society voor liefhebbers van caleidoscopen volgde al snel.

Tegenwoordig vermeldt de vereniging ongeveer 125 caleidoscoopartiesten onder haar leden. Ze zijn druk bezig het filosofische speelgoed in unieke kunst te veranderen. Op de volgende pagina zullen we een kijkje nemen naar het brede scala aan materialen en typen caleidoscopen die vandaag beschikbaar zijn. Je zult zien dat caleidoscopen een lange weg hebben afgelegd in 200 jaar.

Filosofisch speelgoed

De caleidoscoop was niet het enige filosofische speelgoed dat mensen in de 19e eeuw vermaakte en verlichte. Sommige anderen omvatten:

  • thaumatroop - afbeeldingen op de achterkant van een schijf die aan een touwtje zijn gesponnen totdat ze één afbeelding lijken te zijn
  • Stereoscoop - een apparaat met twee afbeeldingen die, wanneer ze samen werden bekeken, een perceptie van diepte gaven
  • Stroboscopische schijf - leverde een reeks beelden snel achter elkaar op
  • Zoetrope - een cilinder met tekeningen aan de binnenkant die door spleten aan de andere kant werden bekeken toen de cilinder ronddraaide

[bron: Wade]

Soorten Caleidoscoopconstructie

Vandaag is de uitvinding van Dr. Brewster beschikbaar in een breed scala van prijzen - van een dollar of zo voor goedkope feestartikelen tot tienduizenden dollars voor handgemaakte collectibles. De materialen die worden gebruikt om de lichamen te maken, variëren dienovereenkomstig aanzienlijk. Enkele veelgebruikte materialen zijn karton, hout, metalen (messing is gebruikelijk), glas (helder glas, glas in lood en meer) en plastic.

Je bent waarschijnlijk het meest bekend met de buisvormige caleidoscoop, die lijkt op een kijker of telescoop. Vormen van een vat zijn echter ook gebruikelijk. Sommige zijn bovendien kegelvormig en andere ontwerpen in vrije vorm trotseren de beschrijving. Sommige zijn uitgerust met standaards en andere zijn in de hand gehouden. Je kunt een miniatuurcaleidoscoop kopen die is gemaakt in een halsketting of een tweezijdige caleidoscoop waarmee jij en een vriend hetzelfde ontwerp van tegenovergestelde kanten kunnen bekijken.

Wanneer je in een caleidoscoop kijkt, is het niet te voorspellen welke objecten het opvallende patroon kunnen maken dat je ziet. Zelfs saaie, alledaagse voorwerpen kunnen opwindende kunst worden wanneer ze worden geïntroduceerd in een caleidoscoop.Typische objecten kunnen gekleurde stukjes glas, kralen, knopen, stukjes lint, ampullen (zoals eerder beschreven), confetti, glitter, "gevonden" items en natuurlijke items (zoals veren of bloemen) zijn.

Sommige speciale kaleidoscopen, teleidoscopen genoemd, bevatten helemaal geen objecten. Je kijkt door helder glas aan het einde van de buis en ziet een ontwerp gecreëerd door reflecties van je eigen omgeving.

Objecthouders kunnen verschillende ontwerpen zijn. De meest voorkomende zijn cellen - dunne, ronde dozen of kamers die voldoende ruimte hebben om de items te verplaatsen. Soms worden de objecten in een vloeistof gesuspendeerd, maar cellen zijn ook vaak droog. Objecthouders kunnen zelfs buisvormig zijn. Sommige cellen zijn ingebouwd in het lichaam van de caleidoscoop; anderen zijn aan de buitenkant bevestigd of glijden langs de zijkant. Sommige zijn zelfs onderling uitwisselbaar, of ze openen, waardoor de gebruiker verschillende objecten kan toevoegen. Al deze moeten zijn gemaakt van transparant materiaal, zoals glas of plastic, zodat gebruikers de items binnenin kunnen bekijken. Er moet een lichtbron zijn om de objecten te verlichten; vaak is zonlicht of lamplicht achter de objecthouder voldoende, maar soms is er een lamp ingebouwd in het apparaat.

Om nog meer variatie toe te voegen, kunnen caleidoscoop-handwerkslieden verschillende kleurenachtergronden introduceren. Dit kunnen uitwisselbare glazen of plastic schijven zijn.

Spiegelconfiguraties in de caleidoscoop helpen bepalen welk patroon u ziet wanneer u door het ooggaat kijkt. Constructies met twee en drie spiegels (waardoor de V of de driehoek die eerder is beschreven) komen het meest voor. Caleidoscoopvernieuwers kunnen echter spiegels gebruiken in plaats van rechthoekige spiegels, of een groter aantal spiegels die op niet-traditionele manieren zijn uitgelijnd, voor nog meer ingewikkelde ontwerpen. Ze kunnen bijvoorbeeld driedimensionaal of parapluvormig zijn.

Echt, de mensen die caleidoscopen maken, worden alleen beperkt door hun verbeeldingskracht. Er zijn zoveel mogelijk caleidoscoopconstructies als er patronen zijn gecreëerd door de caleidoscopen zelf! U kunt ook deelnemen aan deze creatieve wereld van caleidoscoopontwerp. Lees verder om te leren hoe u uw eigen kunt maken.

Nieuw gebruik voor een oud apparaat

In de geest van uitvinding die caleidoscopen voortbrachten, blijven mensen de vroege ontwerpen verbeteren. In 1971 werd bijvoorbeeld een patent verleend voor een Caleidoscoop-trekspeelgoed en verzamelaars kunnen een caleidoscoopfontein kopen [bron: Perhacs]. Een uitvinding genaamd een Iamascope is een interactieve caleidoscoop waarmee gebruikers het ontwerp met hun lichaam kunnen maken en dit projecteren op een scherm [bron: Fels]. Sommigen pleiten voor het gebruik van caleidoscopen bij meditatie. Uit een Turkse onderzoekstudie bleek zelfs dat wanneer kinderen een caleidoscoop gebruikten, ze verminderde pijn ervaren tijdens een medische procedure die bekend staat als aderpunctie [bron: Güdücü Tüfekci]. Wie weet wat de toekomst biedt voor deze apparaten?

Maak je eigen caleidoscoop

Hoewel caleidoscopen uitgebreide verzamelobjecten kunnen zijn die duizenden dollars kosten, kun je ze zelf maken. Afhankelijk van wat je bij de hand hebt, hoef je misschien niet eens een dubbeltje uit te geven om het te doen. Dit is wat je nodig hebt:

  • Twee of drie reflecterende oppervlakken. Dit kunnen kleine spiegels zijn, glasplaatjes (het type dat u onder een microscoop zou gebruiken) met één zijde van elk geschilderd vlak zwart, of reflecterend materiaal zoals glanzend plastic of folie.
  • Een container die groot genoeg is om uw reflecterende oppervlakken te houden. U kunt dingen proberen zoals een PVC-buis, een buis van papieren handdoeken of een plastic fles. Of experimenteer met wat je maar wilt.
  • Een objecthouder. Een kleine, doorzichtige doos of zakje - mogelijk gemaakt van een tas of een plastic hoes - zou de slag moeten doen zolang er licht doorheen kan schijnen.
  • Items die in de houder passen. Er zijn hier geen regels, hoewel dingen zoals confetti, kralen en lint een goede plek zijn om te beginnen.
  • Iets dat het open uiteinde van het lichaam van de caleidoscoop bedekt. Een plak stuk karton of donker plastic zou werken. Je moet er een kijkgat in kunnen maken.
  • Ambachtelijke materialen zoals schaar, lijm, tape, elastiekjes of wat dan ook is geschikt om uw specifieke stukken bij elkaar te houden.

Om het allemaal samen te stellen, volg deze stappen:

  1. Vorm het reflecterende materiaal in een vee (twee zijden) of een driehoek (drie zijden). Mogelijk moet u de stukken aan elkaar lijmen of plakken. Hiervoor kan het nodig zijn om een ​​enkel stuk reflecterend materiaal in een driehoek te vouwen en het teveel af te snijden.
  2. Bevestig de Vee of driehoek in de container. Gebruik zo nodig extra karton, schuim, lijm of plakband om het passend te maken.
  3. Vul de objecthouder en bevestig deze aan een uiteinde van de container. De items moeten in de objecthouder kunnen bewegen. Mogelijk hebt u elastiekjes, plakband of lijm nodig om het te bevestigen.
  4. Aan het andere uiteinde, bevestig het deksel met een kijkgat. Nogmaals, misschien heb je lijm of tape nodig om het te beveiligen.
  5. Versier de buitenkant zoals gewenst. U kunt kleur aan de andere kant van de objecthouder toevoegen. (Niet te veel of je blokkeert het licht.) Verf, stiften, gekleurd papier of stickers zouden geweldige decoraties voor het lichaam zijn.
  6. Houd je creatie tegen een raam of lamp, kijk door het ooggat en geniet van de fascinerende wereld die zich binnenin ontvouwt.

Wees niet bang om te experimenteren. Misschien ontdekt u de volgende verbazingwekkende innovatie in het ontwerpen van een caleidoscoop. Zoals alle grote handwerkslieden word je alleen beperkt door je verbeeldingskracht!

Ga naar de links op de volgende pagina voor meer informatie over caleidoscopen en andere gerelateerde onderwerpen.

Een caleidoscooppatroonsimulator

Als je echt de mooie symmetrische patronen wilt maken, geen hele caleidoscoop wilt maken, dan is hier een snelkoppeling voor je: De Kaleidoscope-schilder, gecreëerd en geprogrammeerd door F. Permadi, laat je toe om deze fascinerende ontwerpen op je computerscherm te maken.


Video Supplement: Pitch073 KC Caleidoscoop Passende perspectieven.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com