Kaleidoszkóp
A két vagy több tükröződő felület általi többszörös tükröződés már az ókor óta ismert, és Giambattista della Porta a Magia Naturalis (1558-1589) című művében leírta. Athanasius Kircher 1646-ban leírt egy kísérletet egy két tükörből álló szerkezettel, amelyet könyvszerűen lehetett kinyitni és becsukni, és különböző szögekben elhelyezni, és amely 360°-os visszavert aliquot szektorokból álló szabályos sokszög alakzatokat mutatott. Bradley úr New Improvements in Planting and Gardening (1717) című művében hasonló, geometriai rajzokra helyezhető szerkezetet írt le, amely sokszoros tükörképet mutat. A kaleidoszkóp teljes hatását kiváltó optimális elrendezést azonban 1815 előtt nem jegyezték fel.
Play media
1814-ben Sir David Brewster kísérleteket végzett a fény polarizációjára az üveglapok közötti egymást követő tükröződések révén, és először figyelte meg “a gyertya képeinek körkörös elrendeződését a középpont körül, és az üveglapok végpontjai által alkotott szektorok megsokszorozódását”. Erről megfeledkezett, de 1815 februárjában további kísérletek során észrevette a hatás egy látványosabb változatát. Nem sokkal később egy háromszög alakú üvegvályú végén átpréselt cementdarab megsokszorozódott visszaverődése nyűgözte le, amely szabályosabbnak és szinte tökéletesen szimmetrikusnak tűnt a korábbi kísérletek során a tükröző lemezektől távolabb elhelyezett visszaverődő tárgyakhoz képest. Ez további kísérleteket indított el a legszebb és szimmetrikusan tökéletes körülmények megtalálására. Egy korai változatban színes üvegdarabokat és más szabálytalan tárgyakat rögzítettek állandóan, és az Edinburgh-i Királyi Társaság néhány tagja csodálta, köztük Sir George Mackenzie, aki megjósolta a népszerűségét. Ezt követte egy olyan változat, amelyben néhány tárgy és üvegdarab mozogni tudott, amikor a csövet forgatták. Az utolsó, Brewster által legfontosabbnak tartott lépés az volt, hogy a fényvisszaverő üvegeket egy homorú lencsével ellátott húzócsőbe helyezte, hogy a környező tárgyakat egyértelműen be lehessen vinni a visszavert mintába.
Brewster úgy gondolta, hogy műszere nagy értéket képvisel “az összes díszítőművészetben”, mint olyan eszköz, amely “a minták végtelenségét” hozza létre. A művészek a kaleidoszkóp által előállított ábrákat a napmikroszkóp (egyfajta camera obscura készülék), a mágikus lámpa vagy a camera lucida segítségével pontosan megrajzolhatták. Brewster úgy vélte, hogy egyúttal népszerű eszközzé válik “a racionális szórakoztatás céljaira”. Úgy döntött, hogy szabadalmat kér. A 4136. számú brit szabadalmat “egy új optikai eszközre, a “Kaleidoszkóp” nevű, a díszítő művészetekben nagy hasznot hozó gyönyörű formák és minták bemutatására és létrehozására” 1817 júliusában adták ki. Sajnos az eredetileg a termék előállításával megbízott gyártó megmutatta a szabadalmaztatott műszerek egyikét néhány londoni optikusnak, hátha kap tőlük megrendeléseket. Hamarosan a műszert lemásolták és forgalomba hozták, mielőtt a gyártó akárhány kaleidoszkópot is elkészített volna eladásra. Becslések szerint mindössze három hónap alatt kétszázezer kaleidoszkópot adtak el Londonban és Párizsban. Brewster úgy becsülte, hogy ezek közül legfeljebb ezer volt engedélyezett, helyesen megépített másolat, míg a többiek többsége nem adott helyes képet találmányáról. Mivel viszonylag kevesen tapasztaltak megfelelő kaleidoszkópot, vagy tudták, hogyan kell azt a díszítőművészetben alkalmazni, úgy döntött, hogy közzétesz egy értekezést a kaleidoszkóp elveiről és helyes felépítéséről.
A szabadalomról úgy gondolta, hogy a bíróságon csökkentették, mivel elveit állítólag már ismerték. Brewster kijelentette, hogy a kaleidoszkóp azért más, mert a tárgy és a szem sajátos helyzete nagyon fontos szerepet játszik a gyönyörű szimmetrikus formák előállításában. Brewster véleményét több tudós, köztük James Watt is osztotta.
Philip Carpenter eredetileg megpróbálta elkészíteni a kaleidoszkóp saját utánzatát, de nem volt elégedett az eredménnyel. Úgy döntött, hogy felajánlja szolgálatait Brewsternek, mint gyártónak. Brewster beleegyezett, és Carpenter modelljei a “kizárólagos gyártó” bélyegzőt kapták. Felismerve, hogy a cég nem tudja kielégíteni a keresletet, Brewster 1818-ban engedélyt szerzett Carpentertől arra, hogy a készüléket más gyártók is elkészíthessék. Brewster 1819-es, a kaleidoszkópról szóló értekezésében több mint egy tucatnyi szabadalmaztatott kaleidoszkóp gyártóját/eladóját sorolta fel. Carpenter cége 60 éven át folytatta a kaleidoszkópok értékesítését. Az Egyesült Államokban, New York állam északi részén található H.M. Quackenbush Co. egy másik engedélyezett gyártó volt.
1987-ben Thea Marshall kaleidoszkópművész az oregoni Eugene-ben található Willamette Science and Technology Centerrel, egy tudományos múzeummal együttműködve egy 1000 négyzetméteres matematikai és tudományos vándorkiállítást tervezett és épített, “Kaleidoszkópok: A tudomány és a művészet tükörképei” címmel. A Nemzeti Tudományos Alapítvány finanszírozásával és a Smithsonian Institution Traveling Exhibition Service (SITES) égisze alatt terjesztett kiállítás három év alatt 15 tudományos múzeumban jelent meg, és több mint egymillió látogatót ért el az Egyesült Államokban és Kanadában. Az interaktív kiállítási modulok lehetővé tették a látogatók számára, hogy jobban megértsék és értékeljék a kaleidoszkópok működését.