Как сделать калейдоскоп проект по физике
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
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…
На уроках физики мы выучили законы света: прямолинейного распространения света, закон отражения и закон преломления. Со своим учителем физики решили изготовить простые оптические приборы, работающие на основе законов света. Это устройства, позволяющее проводить наблюдения, получать изображения, развлекать детишек.
Мне стало очень интересно, как устроен калейдоскоп, и могу ли я сделать его сам?
Актуальность данной работы – любознательному человеку всегда интересно знать, как что устроено и почему определенные явления происходят именно так.
Целью моего проекта явилось изготовление калейдоскопа.
изучить литературу по теме;узнать историю возникновения калейдоскопа;изучить принцип действия калейдоскопа;сформулировать рекомендации для желающих изготовить калейдоскоп; изготовить калейдоскоп.
Лишь сделаю рукой движенье —И новое в глазах явленье!
Глава 1. Калейдоскоп игрушка или прибор?
История калейдоскопа Калейдоскоп был изобретен в 1817 году шотландским физиком Давидом Брюстером (1781-1868) и в начале своего существования не считался игрушкой.
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.
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 – 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.
Интересные факты Калейдоскоп используется художниками для создания различных узоров, например – для обоев, ткани, ювелирных украшений и т.д. 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.Калейдоскоп используют музыканты и композиторы, настраиваясь на игру или улавливая появившуюся в мыслях новую мелодию. Считается, что каждому цвету соответствует музыкальная нота: наблюдая узоры в калейдоскопе, видишь музыку.Глава 2. Результаты работы
Для изготовления своего калейдоскопа я взял:
Пластик зеркальный с папиной работы, Туба картонная из под детского новогоднего подарка Оргстекло прозрачное, и наждачная бумага чтобы матировать оргстеклоИ еще черный пластик. Вырезали звездочки из цветной бумаги. Собранную призму из пластика поместили в картонный цилиндр. Схема сборки:
Так как туба у нас оказалась слишком длинной, мы часть отпилили с помощью ножовки. С другой стороны дрелью просверлили смотровое отверстие. Вырезали черный диск со смотровым отверстием и вставили его внутрь тубы. Вырезали три зеркальных кусочка пластика и собирали призму. Собранную призму помемтили в картонную тубу. Для изготовления узорной камеры установили за призмой круг из прозрачного стекла. Потом изготовили тонкое кольцо и установили за прозрачным стеклом. Вырезали из бумаги любые геометрические фигурки и засыпали их внутрь этого кольца. И последний шаг – установили матированное стекло.
Захватывающая игра света и формы, никогда не повторяющиеся орнаменты, карнавал превращения одних узоров в другие – в простой конструкции калейдоскопа скрывается целая вселенная, которая не оставляет равнодушными ни детей, ни взрослых. Не забывайте и о пользе калейдоскопов! Эти простые приспособления развивают абстрактное мышление, творческий взгляд на мир и художественный вкус. Наблюдение сменяющих друг друга орнаментов снимает стресс и одновременно способствует концентрации внимания, что так важно для перегруженных информацией современных школьников. А тем, кто проводит много времени у компьютера и телевизора, калейдоскоп поможет уменьшить усталость зрительного нерва и тем самым .
Полезно? Поделись с другими:
Если Вы являетесь автором этой работы и хотите отредактировать, либо удалить ее с сайта - свяжитесь, пожалуйста, с нами.
Посмотрите также:
Учебно-методические пособия и материалы для учителей, 2015-2020
Все материалы взяты из открытых источников сети Интернет. Все права принадлежат авторам материалов.
По вопросам работы сайта обращайтесь на почту [email protected]
Научно-исследовательский проект
"Детская игрушка - калейдоскоп"
Игра мимолетности, разнообразия, непредсказуемости узоров калейдоскопа — это воплощение творчества, когда из простых и обыденных предметов может рождаться Красота, которая захватывает дух. Сейчас очень актуально радовать родных и близких подарками, сделанными своими руками. Пытливый детский ум занимает не только игра узоров, но и вопрос, что же внутри у калейдоскопа. Так возникла проблема – можно ли изготовить калейдоскоп своими руками. Всегда человека завораживала игра узоров в калейдоскопе. Многообразие мимолетных картин, которые появляются в калейдоскопе , стимулируют наш мозг, дают нам сильный заряд положительных эмоций и наш творческий потенциал активизируют. Калейдоскоп не только детская игрушка, он так же используется в работе дизайнера для создания новых тканей, рисунков, обоев, в ковроткачестве. Применяется способность калейдоскопа активизировать воображение, для развития интеллекта и в творчестве.
Цель проекта - изготовить калейдоскоп своими руками из подручных материалов.
Задачи: 1. Расширить представление о разнообразии калейдоскопов;
2. Научиться работать с разными видами источников;
3.Пользоваться программой MS PоwerPoint для оформления результатов;
4. Кратко излагать свои мысли устно и письменно.
Объектом нашего исследования калейдоскоп.
Предметом – способ изготовления калейдоскопа своими руками.
В ходе проекта была выдвинута гипотеза: допустим, что можно изготовить калейдоскоп своими руками из подручных материалов.
Методы исследований.
Анкетирование учащихся по данному вопросу.
Информационные технологии. Найти информацию в сети Интернет.
Оформление материалов в компьютерные презентации.
Использование материалов поисковой работы.
Практическая значимость в том, что
- расширяется кругозор в предметных областях;
- повышается способность к саморазвитию, к самоанализу, самоорганизации;
- наилучшим образом развиваются творческие способности;
- развивается речь и умение выступать перед аудиторией.
Конечный результат: калейдоскоп, сделанный своими руками.
Практический выход: участие на школьной конференции проектных работ и в муниципальном конкурсе проектов.
История калейдоскопа
В 1816 году во время проведения эксперимента с поляризацией света открыт шотландским физиком Дэвидом Брюстером.
Достоверные исторические факты о существовании калейдоскопов в России относятся к началу XIX столетия. К этому времени калейдоскопы уже стали известны в Англии благодаря шотландскому физику сэру Дэвиду Брюстеру, который придумал его в 1816 году и запатентовал. Через пару лет калейдоскоп проник в Россию, где был встречен с невероятным восторгом и восхищением.
Несмотря на незатейливость игрушки, многие изобретатели до сих пор ее усовершенствуют, внося в простую конструкцию что-то свое. Российские изобретатели также запатентовали ряд изобретений вобласти созданий калейдоскопов. Пик их активности приходится на 1960-1970-е годы, когда были запатентованы несколько десятков усовершенствованных приборов.
Виды калейдоскопов
Сегодня существует несколько основных разновидностей калейдоскопов.
Классический калейдоскоп подразумевает наличие разноцветной засыпки, которая перемещается при вращении корпуса калейдоскопа вокруг своей оси.
Гелевые (или масляные) калейдоскопы существуют в нескольких вариантах исполнения. Объединяет их всех наличие гелеобразного вещества, в котором присутствует разноцветная засыпка, иногда в виде бисера, цветных стекол, фигурных элементов из фольги и других материалов. В них перед глазами возникает эффект движения благодаря перетеканию гелевого раствора с разноцветной засыпкой, который отражается в системе зеркал.
Калейдоскоп с вращающимися кольцами больше известен в странах Востока, чем в России. Традиционная оптическая схема из трех зеркал внутри отражает узоры, которые создаются вращением одного или двух колец на торце трубки.
Талейдоскопы (или теледоскопы) – изделия с традиционной оптической схемой, не имеющие внутри цветной засыпки. Их секрет кроется вдругом: узоры создаются из отражения частичек окружающего нас мира. Фрагмент изображения, на который направлена труба талейдоскопа, увеличивается благодаря линзе и многократно отражается от зеркальной внутренней призмы. Внутри талейдоскопа привычное нам окружение трансформируется в необыкновенный мир.
Помогаем учителям и учащимся в обучении, создании и грамотном оформлении исследовательской работы и проекта.
Темы исследований
Оформление работы
Наш баннер
Сайт Обучонок содержит исследовательские работы и проекты учащихся, темы творческих проектов по предметам и правила их оформления, обучающие программы для детей.
Код баннера:
Исследовательские работы и проекты
Устройство калейдоскопа
4. Устройство калейдоскопа
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).
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
Если рассматривать призмы не только с треугольным основанием, то калейдоскоп можно построить и на основе многоугольников.
5. 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:
1. Два зеркала должны быть расположены под углом, делящим круг на целое количество частей.
2. Объект должен быть расположен непосредственно перед отражающими поверхностями.
3. Наполнитель для узорной камеры калейдоскопа, желательно подбирать разноцветный, не больших размеров и прозрачный.
4. Лучшая точка для наблюдения орнамента - максимально близкая к стыку зеркал.
5. 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
"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
1. Калейдоскопы и группы отражений / Э. Б. Винберг. Математическое просвещение. Серия 3. 2003. Вып.7. с. 45—63.
2. Математика: Наглядная геометрия. 5—6 кл. : учебник / И.Ф. Шарыгин, Л. Н. Ернаджиева. — 2-е изд., стереотип. — М: Дрофа, 5015. —189 с.
Главная
Вспомни физику:
7 класс
8 класс
9 класс
10-11 класс
видеоролики по физике
мультимедиа 7 кл.
мультимедиа 8 кл.
мультимедиа 9 кл.
мультимедиа 10-11 кл.
астрономия
тесты 7 кл.
тесты 8 кл.
тесты 9 кл.
демонстрац.таблицы
ЕГЭ
физсправочник
КАК САМОМУ ИЗГОТОВИТЬ КАЛЕЙДОСКОП ?
Для изготовления самого простого калейдоскопа возьмите трубку ( ее можно склеить самим
из плотной бумаги или, что проще всего, взять цилиндрическую картонную коробку из под картофельных чипсов).
Для зеркал: Хорошо, если найдутся три зеркальные полоски. Если их нет, то можно взять
три обычные одинаковые по размеру, длинные стеклышки и покрасить их с одной стороны
черным лаком.
Затем сложите их на столе почти вплотную длинными сторонами друг к другу и лаковой стороной кверху. Места стыков проклейте черной бумагой, а сверху скрепите еще полоской скотча.
После этого сверните зеркальные полоски так, чтобы образовалась трехгранная призма
зеркальными поверхностями вовнутрь
Проклейте не заклеенную сторону стыка опять черной бумагой и скотчем, а сверху для гарантии оденьте на призму круглую резинку.
Трубку подгоните по размеру к длине призмы. Трубку с двух сторон необходимо закрыть. С одной стороны должна быть полупрозрачная матовая поверхность, а с другой стороны – прозрачная.
Надо подобрать два стеклянных кружочка (или из других прозрачных материалов), соответствующих диаметру трубы. Чтобы сделать одно стекло матовым, можно потереть его наждаком. Закрепите с одной стороны торца трубы матовое стекло накрепко с помощью клея, скотча или другими способами. Вставьте в трубу зеркальную призму. Если призма внутри трубы располагается достаточно свободно и бьется о стенки, то для фиксации призмы заполните пространство между призмой и трубой каким-нибудь наполнителем.
Вырежьте бумажный кружок по диаметру своего круглого стеклышка, а в середине сделайте
небольшое отверстие ( примерно 1 см в диаметре).
Закрываем изготовленной крышкой трубку калейдоскопа, и он, наконец-то, готов! Приставляем отверстие калейдоскопа к глазу, направляем другой его конец на свет, и вы в мире чудес!
№ слайда 1
Физический калейдоскоп. Повторение за 7 класс. Соcтавила: Афанасьева Н.П. МОУ Уканская средняя школа
№ слайда 2
Эксперимент Задачки Загадки Догадайся
№ слайда 3
Определить объем тела неправильной формы, используя мензурку.
№ слайда 4
Взвесить тело на неуравновешенных весах. Оборудование: весы, тело, разновес. Предложить еще один способ выполнения этой работы.
№ слайда 5
Определить среднюю скорость движения игрушечного автомобиля. Оборудование: игрушечный автомобиль, секундомер, линейка
№ слайда 6
Определить диаметр тонкой проволоки линейкой с миллиметровыми делениями.
№ слайда 7
Найдите массу одной капли воды и определите число капель в воде, заполняющей стакан. Оборудование: пипетка, весы, разновес, стакан с водой.
№ слайда 8
На участке дороги установлен знак, изображенный на рисунке. Что он означает?
№ слайда 9
На рисунке изображен спидометр автомобиля. Определите по нему скорость в км/ч и м/с. Какой путь прошел автомобиль с начала эксплуатации.
№ слайда 10
№ слайда 11
Требуется перевезти 56 тонн картофеля, плотность которого ( в насыпанном виде) 700 кг/м3. Сколько нужно для этого автомобилей, если объем кузова 4 м3.
№ слайда 12
Легковой автомобиль, развив силу тяги 350 Н, движется равномерно со скоростью 72 км/ч в течение 2 ч. Какую работу совершил за это время двигатель автомобиля?
№ слайда 13
В огне не горит и в воде не тонет.
№ слайда 14
Виден край, а не дойдешь. Что это такое?
№ слайда 15
Две сестры качались, правды добивались. А когда добились, То остановились.
№ слайда 16
На рояль я не похожий, Но педаль имею тоже, Кто не трус и не трусиха, Прокачу того я лихо. У меня мотора нет. Я зовусь …
№ слайда 17
Чтобы я тебя повез, Мне не нужен овес. Накорми меня бензином, На копытца дай резину. И тогда, поднявши пыль, Побежит …
№ слайда 18
На горлышке бутылки лежит открытка, а на ней монетка. Щелчком выбить открытку. Что произойдет? Почему?
№ слайда 19
На дно колбы заполненной водой, упала стальная булавка. Как вынуть ее, не опрокидывая колбы и не опуская внутрь каких-либо предметов?
№ слайда 20
Сырое яйцо плавает в сильно подсоленной воде. Что произойдет, если добавить воды? Почему?
№ слайда 21
Стакан заполнили водой и прикрыли листком плотной бумаги и перевернули, а затем убрали руку. Почему вода из стакана не выливается?
№ слайда 22
Возьмите тарелку, налейте в нее воды и сразу слейте. На влажную поверхность положите, сильно прижимая, кусок мыла и поверните его несколько раз, затем поднимите вверх. Что вы увидели? Объясните увиденное.
Читайте также: