Зробимо калейдоскоп - Домашня робота
Всім знайома ця невигадлива іграшка, яка тим не менш викликає захоплення феєричною грою яскравих фарб неповторно мінливих геометричних фігур, що складаються ніби з блискучого дорогоцінного каміння.
Цікавою є історія появи цієї оптичної іграшки. Вперше калейдоскоп з'явився 1803 року. Винайшов його шотландський фізик, іноземний член Петербурзької академії наук Д. Брюстер (1781 - 1868). Йому належить відкриття різнокольорових вогнів, якими ми милуємося під час святкових салютів і феєрверків. Це він відкрив, що селен забарвлює полум'я вогню в блакитний колір, натрій — у жовтий, калій — у фіолетовий, стронцій — у червоний та ін. саме винахід калейдоскопа.
Декілька років тому в магазинах дитячої іграшки можна було купити його. Нині практично немає. На вітринах — засилля зарубіжних товарів, про небезпеку яких для здоров'я дітей періодично повідомляють ЗМІ.
Але якщо і зустрінеться де калейдоскоп промислового виготовлення, то найчастіше візерунки в ньому складаються з однакових блідозабарвлених пластмасових кружечків або шестигранників. Одноманітність таких картинок швидко набридає, і калейдоскоп виявляється у звалищі інших набридлих речей.
Давно помічено, що іграшка, зроблена вдома своїми руками, цінується дітьми набагато вищими за куплену.
Для виготовлення калейдоскопа не потрібно ніяких дорогих чи дефіцитних матеріалів. Все робиться із підручних засобів, буквально з так званих побутових відходів. У справу підуть старі газети, обрізки скла, уламки розбитого скляного посуду різних кольорів.
Основа калейдоскопа - трубка діаметром 40-50 мм, довжиною260 мм.
Її склеюємо на відповідній оправці (наприклад, качалці) з кількох шарів газетного паперу, промащеною клеєм. Як клею можна взяти ПВА, кістковий столярний, казеїновий, бустилат, крохмальний клейстер і т.д. Щоб суха трубка легше знімалася з оправки, перші один - два шари паперу промазувати клеєм не треба. 6-8 шарів паперу достатньо, щоб вийшла цілком міцна трубка.
Мал. 1. Спосіб вирізування круглого скла: 1 - шматок шибки; 2 - шаблон; 3 - ризики, зроблені склорізом; 4 - шматочки ізоленти
Для площин, що відбивають, краще використовувати обрізки тонкого дзеркального полотна, але цілком підійде і просте віконне скло. Кути падіння та відображення світлових променів у калейдоскопі досить великі «80-82 °. При цих кутах коефіцієнт відбиття світла від скла дорівнює «45—50%, що цілком достатньо отримання яскравої картинки. Дзеркало дасть яскравіше зображення.
З дзеркала чи скла виріжемо три смужки. Ширина смуг залежить від внутрішнього діаметра трубки. Її підраховуємо за формулою:
Тут А – необхідна ширина смуг, С – товщина скла, D – внутрішній діаметр трубки. Довжина смуг В = 245 - 250 мм. Чому вибираємо таку довжину, скажімо нижче.
Наприклад, наша трубка має D = 40 мм, скло завтовшки С - 2,6 мм. Підставляючи значення формулу, отримаємо:
З такою точністю відрізати скло важко, та й немає потреби. Просто відрізаємо трохи більше 32 мм. Розміщення скла у трубці показано на рис. 2. Якщо скла входять занадто вільно, простір між склом і трубкою заповнимо ущільнювачем (вата, поролон).
Ще нам потрібні три круглі скла такого діаметру, щоб входили всередину трубки. За відсутності навички вирізати кружечки зі скла важко. Краще вчинити так:спочатку вирізаємо з листа алюмінію або іншого металу товщиною 1 мм кружок-шаблон діаметром на 2 мм менше від внутрішнього діаметра трубки. На один бік наклеїмо шматочок ізоленти, щоб шаблон не ковзав по склу. Наклавши шаблон на скло, склоріз проводимо ризики, як показано на рис. 1. Обламавши надлишки скла, обточимо гострі краї на шкірці або абразивному бруску, обов'язково змочуючи водою для запобігання розлітанню дрібних осколків скла.
Мал. 2. Розміщення скла у трубці калейдоскопа: 1 — картонний кружок; 2 - трубка; 3 - смужки дзеркала або скла; 4, 5, 8 - кругле скло; 6 - картонне кільце-розпірка; 7 — уламки кольорового скла; 9 - картонне кільце; 10 -ущільнювач
Ну і, нарешті, нам знадобляться дрібні (3-5 мм) осколки стекол різних кольорів. Чим більше кольорів, тим яскравішими будуть візерунки, що спостерігаються. Вдома ми, звичайно, не тримаємо розбитого посуду. Надішліть дітей на вулицю, вони із задоволенням наберуть вам скель. Зазвичай важче роздобути шибки яскравого червоного кольору. (Тільки не посилайте розбивати світлофори!)
Можна збирати калейдоскоп. Послідовність складання (рис. 2):
1.Вставляємо три скляні смужки 3 у трубку 2.
2. Накладаємо з одного із торців кругле скло 4.
3. Змастивши клеєм окружність картонного диска 1 з окулярним отвором 010 мм, накладаємо його на скло 4.
4. Поставивши трубку торцем, підіжмемо скло 3 до скла 4, стежачи, щоб не видавити його з трубки.
5. Накладаємо скло 5.
6. Вставляємо розпірну смужку картону 6 шириною 8-10 мм, згорнуту кільцем. Можна з клеєм, можна і без нього,
7. Насипаємо скляних уламків 7 приблизно на 2/3 об'єму порожнини між склом 5 і 8. Осколки повинні вільно перекочуватися при повертанні калейдоскопа.
8.Накладаємо скло 8. Це скло можна зробити матовим.
9. Вклеюємо картонне кільце 9.
10. Для привабливого зовнішнього вигляду обклеюємо всю трубку будь-яким красивим папером. На торцях цей папір можна загорнути з клеєм усередину.
Калейдоскоп готовий. Впевнений, що він принесе задоволення не тільки дітям.
Тепер про довжину калейдоскопа. Можна зустріти навіть у магазинах такі іграшки набагато меншої довжини – 100 – 150 мм. Та й самим зробити таке легше. Але! Куди дивиться МОЗ?! Всім відомо (просто деякі забули), що відстань нормального зору людини – 250 мм. Тому всі вкорочені калейдоскопи сприятимуть розвитку короткозорості.
1. Вигодський М.Я. Довідник з елементарної математики.М., Вища школа, 1995.
2. Булат В.Л. Оптичні явища в природі. - М., Просвітництво, 1974.