18新利最新登入万花筒是如何工作的

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万花筒非常迷人,无论你已经使用多年还是第一次使用。不管你多频繁地使用它18新利最新登入们,你永远不会看到相同的图像两次。
iStockphoto /思想库

还记得第一次有人递给你一个万花筒并邀请你进去看看吗?当你把色彩鲜艳的纸板管像望远镜一样举到眼前时,你可能听到它的另一端发出哒哒的声音。也许你持怀疑态度,但当你往里看时,你会被另一端缤纷的色彩和错综复杂的设计所震惊。不管你玩了多长时间,18新利最新登入或者你旋转或摇动了多少次,你都不会看到相同的图案两次。

在过去的两个世纪里,几代人都有这样的经历,但没有人看过相同的图像。也许这就是万花筒吸引力的一部分,这样一个低技术含量的设备可以创造出无穷无尽的美丽——有时是令人惊叹的——艺术。但这种艺术只持续了几分钟,就会被下一个令人惊叹的图像所取代。

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kaleidoscope(万花筒)这个词来自希腊语,意思是“美丽的形状”。其中一些非常美丽和稀有,成为了珍贵的收藏对象,在市场上带来了巨大的财富:2000年,有一个在拍卖行以超过75,000美元的价格售出[来源:科勒].

不管你曾经怎么想,创造万花筒美丽形状的并不是魔法,而是镜子、角度和普通物体以非常科学的方式组合而成的。在下一页,我们将探索那些镜子和美丽形态背后的神秘,我们将看到为什么真的没有任何神秘。事实上,用不了多久,你就可以自己创造一个万花筒,让你的朋友感到惊奇和快乐。

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万花筒的解释

在最基本的层面上,一个万花筒是由两个或两个以上组成的镜子或相互成一定角度放置的反射表面,通常形成v型或三角形。管状套管——通常看起来像小望远镜——是镜面组件周围的物体。镜子的一端放置了一组物体,另一端有一个眼洞。

当你透过这个眼洞看到的东西,永远不会有两次完全相同!虽然容纳对象的容器通常与万花筒一样大,或者更大,但只有落在对象支架内三角形空间内的对象部分会被反射。

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以切成楔形的披萨为例。单个切片可能代表在万花筒的v形或三角形区域中显示的对象。18新利最新登入然而,如果你把那片披萨放在两面倾斜的镜子之间,你看到的看起来就像一个整体披萨由那一片的无数倒影组成,并排排列。

基础几何告诉我们,一个圆,就像一个完整的披萨,是360度的。万花筒中的每一片披萨或三角形都是其中的一部分。楔形越粗,其顶点的角度就越宽;楔形越薄,夹角越小。角度的大小决定了切片被反射的次数。18新利最新登入例如,如果你的那片披萨是整个披萨的四分之一,那么角度就是90度。在一个有两面镜子的万花筒中,披萨片在万花筒末端的图像中出现了四次。如果切片的大小是原来的一半(45度角),它就会在图像中反射8次[来源:科勒].切片越小,它出现的次数就越多。

幸运的是,普通万花筒中的图像远比披萨有趣得多。即使是最简单的普通纽扣、珠子或玻璃碎片,当万花筒发挥作用时,也会变成复杂而美丽的设计。这部分是由于对称原理。如果你在一个对称物体的中心画一条线,这条线两边的一半是一样的。通常,你会说它们是彼此的镜像。在万花筒中,每个重复的图像相对于它旁边的图像是对称的。镜子或反射面连接得越精确,得到的对称图像就越精确。

在一个双镜万花筒中,一个30度的楔形有11个反射[来源:斯桃波].如果原来的楔子在最顶端(在钟面的12点钟方向),那么它的左右两边(11点钟和1点钟方向)的反射就是原始图像的第一个反射。考虑到光线照射在镜子上并以相同的角度反射出去的方式,位于原始楔形的右边缘的蓝色珠子将出现在第一组反射的左边缘的相同位置。10点钟和2点钟的反射是第二组反射;蓝色的珠子出现在这些楔形的右边缘。

第三组反射(9点钟方向和3点钟方向)显示蓝色的珠子回到左侧边缘。18新利最新登入蓝色的珠子出现在第四组反射(8点钟和4点钟)的右边缘。它出现在第五组反射的左手边(7点钟和5点钟)。最后的反射(6点钟方向)再次显示了右边缘的珠子。18新利最新登入物体的反射从一边到另一边移动,并在这种对称的舞蹈中与其他物体结合,形成了使万花筒如此令人愉快的图案。

双镜结构创造了一个楔形反射的设计,以黑色背景填充360度。三面或三面以上的镜子将使整个空间充满更复杂的几何图案和它们似乎无穷无尽的反射。例如,三个镜子产生一系列复杂的三角形反射。镜子的角度影响图案。

因为万花筒中的物体会移动——通常是在你摇晃它们或旋转物体容器之后——它们不会第二次以完全相同的方式排列,而且没有两个设计是完全相同的。

想知道这个精巧的装置是如何18新利最新登入产生的吗?接着往下读。

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万花筒的历史

1817年,苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特(David Brewster)为万花筒申请了专利。"width=
1817年,苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特(David Brewster)为万花筒申请了专利。
Photos.com/Getty图像/思想库

证据表明,碎片经过抛18新利最新登入光黑曜石(一种火山玻璃)早在8000年前就被用作镜子[来源:伊诺克].镜子反射阳光早期的灯塔有一份记录表明,一位古埃及魔术师可能使用了一面镜子来产生视觉错觉。到17世纪,凡尔赛宫的“镜厅”——一个拥有357面镜子的华丽走廊——成为法国荣耀的展示。镜子也可能有助于在规划观赏花园时实现对称,朝着万花筒的方向迈出了一步。

到19世纪初,这种新设备的舞台已经准备就绪,它把实用的镜子变成了乐趣。在19世纪早期,科学家们正在探索光和光学的概念,而技术的进步也让中产阶级有更多的时间和资源用于休闲活动。被称为哲学玩具的设备成为一种娱乐形式,在娱乐大众的同时分享科学进步。

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1816年,苏格兰人大卫·布鲁斯特博士第一个把镜子和物体排列在一个管子里,并称之为万花筒。这个设备不仅仅是一个玩具,它也是为设计师和艺术家设计的,他们可能会受到自己创造的美丽图案的启发。布鲁斯特在1817年申请了他的发明专利。

万花筒技术在1873年实现了下一次飞跃。那时,美国人查尔斯·布什申请了几项改进专利。他增加了一个便于拆卸的支架和一个旋转的轮子,以扩大可能设计的种类。不过,布什最具独创性的发明可能是特殊的安瓿瓶。一个安瓿是一个小的,密封的玻璃小瓶,常装药品。微小的安瓿瓶已经被用作一些万花筒的物件。布什的专利规定安瓿含有“两种或两种以上不同密度或性质的液体,或者一种液体含有一种或多种固体。”布什写道,安瓿中的液体不能混合,每种液体都有自己的颜色。这使得更复杂的设计成为可能。布什].

在接下来的一个世纪里,娱乐进入了高科技时代。广播、电影及电视把万花筒主要推到孩子们手里。直到1985年,马里兰州斯特拉斯莫尔艺术中心的一场展览展出了100多个万花筒,引起了人们的极大兴趣。布鲁斯特万花筒协会很快为万花筒爱好者成立。

如今,该协会的成员中有大约125名万花筒艺术家。他们正忙着把这些哲学玩具变成独特的艺术。在下一页中,我们将看看当今各种各样的材料和类型的万花筒。你会发现,在过去的200年里,万花筒已经走过了很长的一段路。

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万花筒结构的类型

如今,布鲁斯特博士的发明以各种各样的价格出售——从一美元左右的廉价派对礼品到数万美元的手工收藏品。用于制造人体的材料也有很大差别。常用的材料包括纸板、木头、金属(常见的是黄铜)、玻璃(透明玻璃)、彩色玻璃以及更多)和塑料。

你可能最熟悉的是管状万花筒,它类似于望远镜或望远镜.18新利最新登入然而,桶形也很常见。此外,有些是圆锥形的,还有一些自由形式的设计难以描述。有的配有支架,有的则是手持的。你可以买一个做成项链的微型万花筒,或者一个两面的万花筒,这样你和朋友就可以从相反的方向看到同样的设计。

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当你看着一个万花筒时,谁也不知道是什么物体造成了你所看到的惊人图案。即使是无聊的日常物品,当进入万花筒时,也可以成为令人兴奋的艺术。典型的物品可能包括彩色玻璃碎片、珠子、纽扣、丝带碎片、安瓿瓶(如前所述)、五彩纸屑、亮片、“发现”物品和自然物品(如羽毛或花朵)。

一些特殊的万花筒,被称为teleidoscope,根本不包含物体。你透过管子末端的透明玻璃,看到的是你周围环境的反射所创造的设计。

对象holder可以是几种不同的设计。最常见的有细胞——薄而圆的盒子或房间,有足够的空间让物品移动。有时这些物体悬浮在液体中,但细胞也经常是干燥的。物体支架甚至可以是管状的。一些细胞被构建在万花筒般的身体里;有的贴在外面,有的从侧面滑过。有些甚至是可互换的,或者它们是开放的,允许用户添加不同的对象。所有这些都必须由玻璃或塑料等透明材料制成,这样用户才能看到里面的物品。必须有光源来照亮这些物体;经常阳光或者物体支架后面的灯光就足够了,但有时在设备中内置灯光。

为了增加更多的多样性,万花筒工匠可能会引入不同颜色的背景。这些可能是可互换的玻璃或塑料磁盘。

镜子万花筒内部的结构将有助于确定你通过眼洞看到的图案。两镜和三镜结构(使v或前面描述的三角形)是最常见的。18新利最新登入然而,万花筒的创新者可能会使用锥形镜子而不是矩形镜子,或者以非传统的方式排列更多的镜子,以追求更复杂的设计。例如,它们可能是三维的或伞形的。

真的,创造万花筒的人只是被他们的想象力所限制。有许多可能的万花筒结构有万花筒本身创造的模式!你也可以加入这个万花筒设计的创意世界。继续往下读,学习如何自己制作。18新利最新登入

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制作自己的万花筒

虽然万花筒很精致,可收藏的艺术品价值数千美元,但你可以自己制作。这取决于你手头有什么,你甚至不需要花一分钱去做这件事。以下是你需要的:

  • 两三个反射面。这些可能很小镜子例如,玻璃片(你在显微镜下使用的那种),每片的一面都涂成黑色,或者有光泽的塑料或箔等反光物质。
  • 一个足够大的容器来容纳你的反射面。你可以试试PVC管、纸巾管或塑料瓶。或者尝试任何你喜欢的东西。
  • 对象持有者。一个透明的小盒子或袋子——可能是用袋子或保鲜膜做的——只要光线可以透过就可以了。
  • 适合放在架子上的物品。这里没有什么规则,尽管五彩纸屑、珠子和丝带是一个不错的开始。
  • 可以盖住万花筒身体开口的一端。一块纸板或黑色塑料就可以了。你需要在上面打一个观察孔。
  • 制作剪刀、胶水、胶带、橡皮筋等合适的材料,将特定的作品粘在一起。

要把它们组合在一起,请遵循以下步骤:

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  1. 将反光材料制成v形(两条边)或三角形(三条边)。你可能需要用胶水或胶带把碎片粘在一起。这可能需要将一块反射材料折叠成三角形,并剪掉多余的部分。
  2. 将v形或三角形放入容器中。根据需要使用额外的纸板,泡沫,胶水或胶带使其紧贴。
  3. 填充对象支架,并将其连接到容器的一端。项目应该能够在对象holder中移动。你可能需要橡皮筋、胶带或胶水来固定它。
  4. 在另一端,将盖子与观察孔连接在一起。同样,你可能需要胶水或胶带来固定它。
  5. 根据需要装饰外面。您可以为对象holder的远端添加颜色。(不要太多,否则会挡住光线。)油漆、马克笔、彩色纸或贴纸都是很棒的身体装饰。
  6. 把你的作品举到窗户或灯前,透过眼睛的洞看,享受里面展开的迷人世界。

不要害怕尝试。你可能会在万花筒设计中发现下一个惊人的创新。像所有伟大的工匠一样,你只是被你的想象力所限制!

访问下一页的链接,了解更多关于万花筒和其他相关主题。

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更多优质链接

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  • 布鲁斯特万花筒科技。“万花筒”类型。(2012年1月11日)http://www.brewstersociety.com/types.html
  • 布鲁斯特万花筒科技。“万花筒术语表”。(2012年1月12日)http://www.brewstersociety.com/glossary.html
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