O călatorie în culori și modele
Dacă tot #stămacasă, ne-am gândit să vă mai povestim ce experimente am mai făcut noi prin laboratorul nostru și cum le putem adapta pentru a utiliza materiale simple pe care le avem acasă, fără cumpărături suplimentare. Cum ultima perioadă a fost destul de complicată și tensionată atât pentru noi adulții, cât și pentru cei mici, ne-am gândit să începem cu un experiment plin de culoare și magie, menit să aducă zâmbetul pe buze întregii familii. Deși experimentele noastre sunt destinate copiilor pasionați de știință, garantăm că acest experiment funcționează și ca un mijloc de relaxare pentru adulți, așa că asigurați-vă că aveți timp să îi însoțiți pe cei mici în această călătorie magică: crearea unui caleidoscop!
Pentru mulți dintre noi, caleidoscopul este o simplă jucărie cu forma unui tub care produce imagini spectaculoase atunci când te uiți prin ea. Nici numele acestuia care provine din greacă și care înseamnă ”a vedea forme frumoase” nu sugerează că caleidoscopul ar fi mai mult decât o jucărie fascinantă. Cu toate acestea, caleidoscopul este o adevărată lecție de fizică!
Caleidoscopul este un instrument optic, inventat și patentat în 1816 de către omul de știință scoțian Sir David Brewster care aranjează într-un tub oglinzi la diferite unghiuri, bucăți libere de sticlă colorate și alte obiecte, formând astfel primul caleidoscop. Modul în care Sir David Brewster a așezat aceste componente în tub a determinat crearea unor modele spectaculoase atunci când acestea au fost observate în lumină prin capătul tubului. Pornind de la modelul primului caleidoscop, au apărut numeroase modele îmbunătățite, însă fizica din spatele acestor instrumente rămâne aceeași. Caleidoscopul conține două părți: tubul de vizualizare (cu ocular la capăt) și cutia în care se introduc obiectele (fragmente de sticlă colorată, mărgele etc.). Cutia obiectelor este formată din două discuri de sticlă în care sunt închise obiectele: un disc interior transparent și un disc exterior translucid (parțial transparent, care permite luminii să treacă). În interiorul tubului, trei benzi de oglinzi sunt unite în forma unui triunghi, unghiul la care acestea sunt înclinate afectând numărul de obiecte simetrice vizualizate prin caleidoscop . Odată asamblat caleidoscopul, pe măsură ce cutia obiectelor este mișcată, iar privitorul observă prin ocular spre o sursă de lumină în interiorul acestuia, obiectele se mișcă și se rotesc liber, formându-se reflexii multiple ale acestora datorită oglinzilor din interior. Obiectele plasate în interiorul caleidoscopului oferă multiple opțiuni de personalizare a acestui instrument. Charles Bush devine celebru pentru caleidoscopul Bush datorită obiectelor utilizate care erau umplute cu un lichid cu bule de aer (ampule).

Utilizând caleidoscopul putem explica într-un mod distractiv copiilor două principii din fizică. Primul principiu este legea reflexiei luminii care afirmă că în momentul în care o lumină lovește o suprafață netedă și strălucitoare la un anumit unghi, lumina este reflectată departe de suprafața respectivă în același unghi. Într-un caleidoscop, undele de lumină se reflectă înainte și înapoi în interiorul tubului permițând crearea mai multor imagini datorită oglinzilor, elemente optice cu suprafețe metalizate care au proprietatea de a reflecta lumina. Al doilea principiu este cel că lumina albă este o combinație a tuturor culorilor din spectrul vizibil : ROGVAIV (roșu – orange – galben – verde – albastru – indigo – violet). Când undele din spectrul vizibil lovesc un obiect, acestea pot fi reflectate, absorbite sau pot trece mai departe prin obiect, în funcție de materialul din care este constituit obiectul. Astfel, când lumina albă trece printr-un obiect colorat translucid, majoritatea culorilor sunt absorbite de obiect. O singură culoare va trece mai departe prin obiect, aceasta fiind culoarea obiectului. Într-un caleidoscop, lumina trece prin multiple obiecte colorate și din acest motiv multe culori sunt ajung la nivelul tubului.
Este necesar să ajustați explicațiile în funcție de vârsta copiilor. Pentru copii foarte mici, priviți acest experiment ca o simplă activitate arts & crafts super distractivă. Copiilor mai mari deja le puteți explica că la baza magiei caleidoscopului se află oglinda și le puteți povesti despre cum se formează imaginea în oglină pornind de la întrebarea: ”De ce ne vedem noi în oglindă?”. Evident, copiilor care deja încep fizica la școală le puteți povesti despre reflexia luminii. Recomandăm acest experiment și la clasă, este un mod distractiv prin care putem introduce noțiuni dificile de optică. Puțină magie parcă face și ora de fizică mai ușoară, nu?
Materiale necesare:
- 2 tuburi de carton de la hârtia igienică
- 1 CD/DVD
- Mărgele mici de forme și culori diferite
- Folie transparentă de plastic
- Bucată de carton
- Foarfecă
- Cutter
- Lipici
- Bandă adezivă
- Hârtie colorată
- Riglă
- Marker

Mod de lucru:
- Trasați cu markerul 3 dreptunghiuri cu lățimea egală cu interiorul tubului pe spatele CD/DVD și tăiați cele 3 dreptunghiuri cu cutter-ul sau foarfeca (ATENȚIE: această etapă se va realiza obligatoriu de un adult!); bucățile de CD/DVD se vor utiliza în loc de oglinzi;
- Uniți cu bandă adezivă cele 3 dreptunghiuri pentru a forma o prismă și introduceți-o în mijlocul tubului de carton; Asigurați-vă că ați lipit corect și dreptunghiurile au fața lucioasă orientată spre interiorul prismei;
- Tăiați 2 discuri din folia transparentă de plastic, discuri cu diametrul egal cu interiorul tubului; puneți unul din discuri peste prismă;
- Pentru a forma cutia obiectelor, tăiați din al doilea tub de carton o bucată de 3 cm lățime; tăiați această bucată pentru a ajunge la diametrul interior al caleidoscopului; lipiți celălalt disc transparent pe cutia formată cu bandă adezivă și umpleți acest compartiment cu mărgele (mărgelele trebuie să aibă loc să se miște); pentru design, puteți lipi hârtie colorată/washi tape pe exeteriorul acestui compartiment;
- Adăugați cutia obiectelor în caleidoscop în partea în care ați așezat în prealabil discul transparent;
- Închideți celalaltă parte a tubului cu un disc de carton în mijlocul căruia ați realizat înainte un orificiu prin care se poate privi;
- Decorați caleidoscopul pe exterior cu hârtie de împachetat cadouri, hârtie colorată, desene, stickere etc.;

Nu trebuie obligatoriu să utilizați exact materialele pe care vi le-am prezentat noi aici. Improvizați cu ceea ce aveți prin casă, toate materialele pot fi substituite pentru a obține un caleidoscop magic. Câteva tips & tricks din partea noastră:
- Dacă nu aveți CD/DVD, lipiți folie de aluminiu pe un carton și utilizați-l pentru cele 3 dreptunghiuri din structura prismei;
- Pentru cele 2 cercuri de plastic puteți utiliza un capac de plastic transparent, un plastic de la ambalaje, un pet;
- În locul mărgelelor puteți utiliza ornamente colorate pentru prăjituri, orez colorat, confetti;
- Puteți utiliza washi tape, stickere sau orice alte lucruri pentru decorarea caleidoscopului;
Cam atât de colorată se vede lumea prin caleidoscopul nostru și așteptăm nerăbdători să ne trimiteți imagini suprinse prin caleidoscoapele voastre!
P.S. În timpul documentării pentru acest articol, am descoperit care este cel mai înalt caleidoscop din lume: Caleidoscopul Kaatskill. Localizat în Mount Tremper, New York, cel mai mare caleidoscop din lume are 17 m lungime și 12 m diamentru, iar vizitatorii pot intra în interiorul acestuia.
Spor la experimentat!
