Caleidoscop
.
Reflecția multiplă prin două sau mai multe suprafețe reflectante este cunoscută încă din antichitate și a fost descrisă ca atare de Giambattista della Porta în lucrarea sa Magia Naturalis (1558-1589). În 1646, Athanasius Kircher a descris un experiment cu o construcție formată din două oglinzi, care puteau fi deschise și închise ca o carte și poziționate în diferite unghiuri, prezentând figuri poligonale regulate formate din sectoare alipite reflectate de 360°. În lucrarea New Improvements in Planting and Gardening (1717) a domnului Bradley a descris o construcție similară care să fie plasată pe desene geometrice pentru a arăta o imagine cu reflexie multiplicată. Cu toate acestea, o configurație optimă care să producă toate efectele caleidoscopului nu a fost înregistrată înainte de 1815.
Play media
În 1814, Sir David Brewster a efectuat experimente privind polarizarea luminii prin reflexii succesive între plăci de sticlă și a observat pentru prima dată „dispunerea circulară a imaginilor unei lumânări în jurul unui centru și înmulțirea sectoarelor formate de extremitățile plăcilor de sticlă”. A uitat de acest lucru, dar a observat o versiune mai impresionantă a efectului în timpul altor experimente în februarie 1815. Ceva mai târziu, a fost impresionat de reflecția multiplicată a unei bucăți de ciment care era presată la capătul unui jgheab triunghiular de sticlă, care părea mai regulată și aproape perfect simetrică în comparație cu obiectele reflectate care fuseseră situate mai departe de plăcile reflectorizante în experimentele anterioare. Acest lucru a declanșat mai multe experimente pentru a găsi condițiile cele mai frumoase și mai perfect simetrice. O versiune timpurie avea bucăți de sticlă colorată și alte obiecte neregulate fixate permanent și a fost admirată de unii membri ai Societății Regale din Edinburgh, inclusiv de Sir George Mackenzie, care i-a prezis popularitatea. A urmat o versiune în care unele dintre obiecte și bucăți de sticlă se puteau mișca atunci când tubul era rotit. Ultimul pas, considerat cel mai important de către Brewster, a fost plasarea geamurilor reflectorizante într-un tub de tragere cu o lentilă concavă pentru a introduce distinct obiectele din jur în modelul reflectat.
Brewster a considerat că instrumentul său este de mare valoare în „toate artele ornamentale”, fiind un dispozitiv care creează o „infinitate de modele”. Artiștii puteau delimita cu acuratețe figurile produse de caleidoscop cu ajutorul microscopului solar (un tip de dispozitiv cu cameră obscură), al lanternei magice sau al camerei lucida. Brewster credea că acesta va deveni în același timp un instrument popular „în scopul unei distracții raționale”. El a decis să depună o cerere de brevet. Brevetul britanic nr. 4136 „pentru un nou instrument optic numit „Caleidoscop” pentru expunerea și crearea de forme și modele frumoase de mare folos în toate artele ornamentale” a fost acordat în iulie 1817. Din nefericire, fabricantul angajat inițial să producă produsul a arătat unul dintre instrumentele brevetate unor opticieni londonezi pentru a vedea dacă poate obține comenzi de la aceștia. Curând, instrumentul a fost copiat și comercializat înainte ca producătorul să fi pregătit un număr oarecare de caleidoscoape pentru vânzare. Se estimează că două sute de mii de caleidoscoape s-au vândut în Londra și Paris în doar trei luni. Brewster s-a gândit că cel mult o mie dintre acestea erau copii autorizate și construite corect, în timp ce majoritatea celorlalte nu dădeau o impresie corectă a invenției sale. Deoarece atât de puțini oameni au experimentat un caleidoscop corect sau știau cum să îl aplice în artele ornamentale, el a decis să dea publicității un tratat despre principiile și construcția corectă a caleidoscopului.
Se credea că brevetul a fost redus la o instanță de judecată, deoarece se presupune că principiile sale erau deja cunoscute. Brewster a afirmat că caleidoscopul era diferit deoarece pozițiile particulare ale obiectului și ale ochiului, jucau un rol foarte important în producerea frumoaselor forme simetrice. Opinia lui Brewster a fost împărtășită de mai mulți oameni de știință, inclusiv de James Watt.
Philip Carpenter a încercat inițial să producă propria imitație a caleidoscopului, dar nu a fost mulțumit de rezultate. El a decis să îi ofere lui Brewster serviciile sale de producător. Brewster a fost de acord, iar modelele lui Carpenter au fost ștampilate „unic producător”. Dându-și seama că firma nu putea satisface nivelul cererii, Brewster a obținut permisiunea lui Carpenter în 1818 pentru ca aparatul să fie realizat de alți producători. În tratatul său din 1819 despre caleidoscop, Brewster a enumerat mai mult de o duzină de producători/vânzători de caleidoscoape brevetate. Compania lui Carpenter va continua să vândă caleidoscoape timp de 60 de ani. H.M. Quackenbush Co. cu sediul în nordul statului New York, în Statele Unite, a fost un alt producător autorizat.
În 1987, artista caleidoscopului Thea Marshall, în colaborare cu Willamette Science and Technology Center, un muzeu de știință situat în Eugene, Oregon, a proiectat și construit o expoziție itinerantă de matematică și știință de 1.000 de metri pătrați, „Kaleidoscopes: Reflecții ale științei și artei”. Cu finanțare de la National Science Foundation și circulând sub auspiciile Smithsonian Institution Traveling Exhibition Service (SITES), expoziția a apărut în 15 muzee de știință pe o perioadă de trei ani, ajungând la peste un milion de vizitatori din Statele Unite și Canada. Modulele interactive ale expoziției au permis vizitatorilor să înțeleagă și să aprecieze mai bine modul în care funcționează caleidoscoapele.