Kaleidoskop

Kaleidoskop membuat keajaiban dengan cahaya dan cermin. Ini dapat dianggap sebagai mainan anak-anak (atau mainan untuk segala usia), tetapi juga merupakan perangkat optik sederhana dengan aplikasi teknis untuk desainer dan pembuat pola. Kata-kata Yunani adalah sumber dari nama itu; itu berasal dari kalos, eidos, dan skopios masing-masing berarti indah, bentuk, dan pemandangan.

Latar Belakang

Tubuh kaleidoskop memiliki dua bagian utama, tabung penglihatan (dengan lensa mata di salah satu ujungnya) dan kotak objek atau kotak di ujung tabung yang berlawanan. Kotak objek adalah kotak tipis dan datar yang terbuat dari dua piringan kaca dan sebuah pita yang melingkari tepinya dan menahan piringan dan benda-benda tersebut. Benda-benda tersebut adalah pecahan kaca berwarna, manik-manik, perada, atau bahan reflektif lainnya.

Disk luar kotak objek digiling sehingga menyebarkan cahaya yang masuk; yaitu, ia bertindak seperti layar. Tabung penglihatan memiliki lensa mata kaca di salah satu ujungnya; itu mungkin kaca biasa atau lensa optik dengan sifat pembesar. Di dalam tabung, tiga strip cermin bergabung untuk membentuk segitiga; sudut cermin juga mempengaruhi pandangan melalui kaleidoskop. Biasanya, mereka miring pada 45 ° atau 60 °. Ketika kotak benda diputar atau diketuk, kaca atau benda di dalamnya bergerak dan berjatuhan dengan bebas. Saat pemirsa melihat melalui lensa mata ke arah sumber cahaya, cermin menghasilkan urutan simetris dari objek yang berjatuhan dan mengalikannya enam, delapan, atau lebih kali tergantung pada sudut cermin.

Sebuah variasi dari kaleidoskop—teleidoskop—menggantikan kotak objek dengan lensa lain yang memungkinkan pemirsa untuk melihat objek yang jauh dan melihatnya dalam kelipatan. Masih variasi lain menggunakan lebih banyak cermin. Dua cermin memiliki keuntungan menghasilkan pola terpusat; beberapa cermin membelah dan menduplikasi gambar berkali-kali. Kaleidoskop sangat menghibur karena pola dan kombinasinya tidak terbatas dan tidak permanen kecuali difoto.

Sejarah

Meskipun orang Yunani kuno, termasuk ahli matematika Ptolemy, telah merenungkan efek dari berbatasan banyak cermin, kaleidoskop adalah ciptaan satu orang. David Brewster (1781-1868) lahir di Skotlandia dan dididik untuk menjadi menteri di Universitas Edinburgh. Namun, studi universitas memaparkannya pada keajaiban sains, dan dia meninggalkan gereja demi mempelajari sifat-sifat cahaya. Ia menjadi ahli dalam polarisasi cahaya (sifat linier dan planar cahaya), pemantulan cahaya menggunakan logam, dan penyerapan cahaya. Untuk penemuan ilmiahnya, Brewster terpilih sebagai anggota Royal Society (organisasi ilmiah terkemuka Inggris) pada tahun 1815 dan gelar kebangsawanan pada tahun 1831.

Brewster menemukan dan mematenkan kaleidoskop pada tahun 1816. Dia menggambarkan struktur dan operasinya dalam makalah ilmiah setebal 174 halaman berjudul Treatise on the Kaleidoscope. Dalam risalahnya, Brewster menghitung bahwa 24 pecahan kaca dalam kotak objek kaleidoskop dapat menghasilkan lebih dari 1,4 x 1033 tampilan sekilas. Dia juga menjelaskan kombinasi warna yang paling efektif untuk kaleidoskop berdasarkan sifat cahaya. Pada tahun 1840-an, ia menggunakan dua lensa untuk menghasilkan efek tiga dimensi dalam menciptakan stereoskop. Dia juga seorang advokat terkemuka lensa Fresnel datar yang diadopsi oleh Inggris untuk mercusuar dan dipuji karena menyelamatkan ribuan nyawa dengan melindungi kapal dari bangkai kapal. Brewster mengajar di Universitas Edinburgh dan Universitas St. Andrews di Skotlandia, adalah salah satu editor pertama Encyclopedia Britannica, dan menerbitkan banyak buku dan karya ilmiah.

Setelah penemuannya pada tahun 1816, kaleidoskop semakin populer di seluruh Eropa barat, dan yang pertama muncul di Amerika Serikat dilaporkan pada tahun 1870. Itu menjadi mainan favorit untuk anak-anak tetapi juga hiburan untuk orang dewasa dalam permainan ruang tamu seperti melihat foto-foto stereoskopik dan bermain tebak-tebakan. Kaleidoskop paling terkenal, selain yang asli dari Brewster, dibuat oleh Charles G. Bush dari Boston. Kaleidoskop Bush dibuat dari tabung penglihatan dari karton hitam berpita, kuningan roda untuk memutar kotak objek, dan dudukan kayu. Itu adalah objek yang membuat versi Bush unik (dan koleksi yang berharga hari ini). Ia menggunakan 35 benda dengan berbagai warna dan bentuk, namun ada juga yang berisi cairan berisi gelembung udara. Gelembung udara bergerak melalui cairan bahkan ketika pengamat menahan wadah objek. Bush mendapatkan hak paten untuk benda berisi cairan (ampul), untuk metodenya menambah dan mengurangi benda tanpa membongkar kotak sepenuhnya, dan untuk dudukan dan aksesori kaleidoskop lainnya.

Sebagai alat untuk desainer, kaleidoskop menghasilkan rentang warna dan pola yang digunakan untuk membuat permadani, kaca patri, perhiasan, pola arsitektur, wallpaper, permadani tenun, dan ide untuk pelukis. Kaleidoskop jatuh dari minat populer di awal abad kedua puluh, tetapi dihidupkan kembali pada akhir 1970-an ketika gaya baru dan karakter koleksi kaleidoskop antik memicu keingintahuan generasi baru. Kaleidoskop Bush dengan benda-benda berisi cairan yang dijual pada tahun 1873 seharga $2,00; kolektor di awal abad kedua puluh satu rela membayar lebih dari $1.000.

Bahan Baku

Jenis bahan yang dapat digunakan untuk membuat kaleidoskop hampir sama banyaknya dengan gambar yang dihasilkan cerminnya. Tabung penglihatan dapat dibuat dari kertas, karton, plastik, akrilik, kayu, kaca plexiglass, kuningan, tembaga, perak murni, dan logam serta bahan lainnya. Penutup ujung yang berisi lubang mata terbuat dari bahan yang kompatibel dengan tabung penglihatan. Lubang mata atau lubang intip dan kedua muka kotak objek biasanya terbuat dari plastik atau kaca. Benda-benda di dalam kotak dapat berupa pecahan batu atau mineral, batu permata, manik-manik, ampul kaca atau plastik (berisi atau tidak), kerang, pecahan kaca, pecahan logam, pernak-pernik kecil, atau kombinasi dari semuanya. Objek dapat dipilih berdasarkan kesamaan atau variasi warna. Di dalam tabung, cermin sangat penting untuk membentuk gambar. Selotip menyatukan mereka, dan semacam bantalan atau isian seperti koran, kapas, atau styrofoam membuat cermin tidak berderak di bagian dalam tabung. Pita juga dapat digunakan untuk menahan tutup ujung dan kotak objek pada tempatnya. Konektor atau bahan pengikat lainnya, lampiran, dan trim dapat dibuat agar sesuai dengan tampilan kaleidoskop.

Desain

Perancang kaleidoskop memilih ukuran, bahan untuk kasing, orientasi cermin, jenis kasing objek atau roda berputar, dan objek untuk membentuk pandangan. Semua pilihan ini mempengaruhi harga kaleidoskop (untuk memproduksi dan juga membeli) sebanyak jenis gambar yang coba dibuat oleh perancang. Miniatur kaleidoskop yang bisa digantungkan pada gantungan kunci hingga setinggi orang telah dibuat. Kotak dapat dibuat dari bahan sederhana seperti kertas, plastik, dan kayu; banyak jenis logam dipilih dari kuningan hingga perak murni dan model berlapis emas. Jika ujung kaleidoskop adalah roda yang berputar, roda itu mungkin terbuat dari batu permata, kaca patri, irisan tipis batu akik dan mineral serta batu lainnya, dan banyak lagi. Kotak objek dapat diisi dengan kristal, kaca yang berisi benang tertanam (gelas laticino), pernak-pernik, batu permata, kerang, serpihan kaca, atau kapsul berisi cairan (ampul). Kaleidoskop juga dapat menggunakan sumber cahaya atau filter cahaya selain cahaya alami. Lingkup elektronik, cakupan suspensi oli, cakupan cahaya terpolarisasi, dan cakupan proyektor adalah contohnya.

Desainer mungkin memiliki gaya individu, bahan yang mereka sukai untuk dikerjakan, jenis gambar atau tampilan tertentu yang ingin mereka buat, atau tujuan yang terkait untuk menyenangkan pelanggan mereka. Beberapa dibuat untuk menjadi hadiah yang ideal, dan beberapa adalah kreasi unik untuk kolektor. Sekali lagi, banyak masalah dan ide dapat memotivasi perancang kaleidoskop. Desainer yang dikenal secara internasional Carolyn Bennett membuat kaleidoskop dari akrilik. Tabung penglihatannya sering berbentuk persegi atau persegi panjang dan terlihat seperti patung yang menarik dari luar serta menghasilkan gambar yang indah di dalamnya. Untuk menekan biaya, ia menggunakan ukuran stok plastik dan bahan lainnya, tetapi desainnya selalu mencerminkan lingkungan atau karakter kolektor atau perancang atas kemudahan pembuatan. Sekitar setengah dari desainnya dibuat sesuai dengan warna dan anggaran pelanggan yang mencakup museum dan perusahaan; desainnya dibuat untuk toko sesuai dengan pandangan senimannya dengan beberapa pertimbangan untuk aspek teknik dan konstruksi.

Kaleidoskop telah menghasilkan kosa kata yang menggambarkan kemampuan penyesuaian cahaya, bahan, dan konstruksinya. Kaca dikromatik menghasilkan warna yang berbeda tergantung pada sudut cahaya yang mengenainya. Kaca berkelap-kelip adalah cermin yang terbuat dari dua warna, yang satu menutupi yang lain. Lingkup suspensi oli berisi oli dalam wadah objek bersama dengan pecahan kaca atau bahan lain yang mengapung di oli. Kaca yang merosot dipanaskan sampai melengkung; potongan-potongan kaca merosot disimpan di kotak objek dari beberapa desain. Kaca panas adalah kaca bekas yang dipanaskan hingga menyatu kemudian dicat. Teleidoskop (kombinasi teleskop dan kaleidoskop) menggantikan wadah objek dengan lensa lain sehingga pohon atau burung yang dilihat melalui teleidoskop dipantulkan dalam kelipatan. Istilah-istilah ini dan banyak lainnya mencirikan varietas yang tersedia dalam kaleidoskop.

Proses Pembuatan

Kaleidoskop yang dijelaskan di bagian ini adalah versi sederhana, dan banyak materi yang tidak dirinci secara rinci. Seperti yang disarankan oleh bagian di atas, pilihan yang tersedia untuk desainer kaleidoskop pemula hampir tanpa batas; dan, meskipun beberapa kaleidoskop (terutama mainan) diproduksi secara massal, "pembuatan" kaleidoskop adalah kreatif dan artistik.

• 1 Diameter bagian dalam tabung menentukan ukuran cermin yang akan dimasukkan. Tabung dipilih atau dibuat, dan lingkaran dalam digambar di selembar kertas. Sebuah kompas digunakan untuk membagi dua lingkaran dan membaginya menjadi enam bagian yang sama untuk mengukur dan merencanakan sistem tiga cermin yang membentuk segitiga sama sisi (segitiga dengan sisi yang sama panjang dan sudut internal yang semuanya 60°). Dengan menghubungkan setiap titik lain dari enam bagian lingkaran, garis luar dari tiga cermin dapat digambar dan lebar cermin diukur. Sekitar 0,13-0,25 inci (0,32-0,64 cm) dikurangi dari lebar setiap cermin untuk memungkinkan ketebalan cermin. Tiga bagian digunakan untuk membuat gambar yang jelas, meskipun pembuatnya dapat memilih banyak konfigurasi lainnya. Panjang cermin sama dengan panjang tabung dikurangi ruang di ujung tabung untuk ruang benda. Pada urutan 0,5-l dalam (1,27-2,54 cm) harus diperbolehkan untuk kaleidoskop genggam dasar.
• 2 Pembuat kaleidoskop dapat memotong cerminnya sendiri atau memotongnya di toko kaca. Cermin permukaan pertama dengan perak di permukaan biasanya dipilih. Selanjutnya, cermin direkatkan agar pas di dalam tabung penglihatan. Ini dilakukan dengan memasang cermin bersama-sama dengan satu tangan meniru tabung dan dengan tangan lainnya bebas untuk merekatkan. Cermin diluruskan sehingga ujung satu cermin duduk di permukaan atau muka cermin yang berdekatan, yang pada gilirannya ujungnya duduk di muka cermin ketiga. Jika cermin dihubungkan ujung ke ujung dan bukan ujung ke ujung, gambar akan miring. Dengan ketiga cermin disatukan, selotip dililitkan di sekitar bagian luar dalam bentuk spiral.
• 3 Penutup ujung dengan lubang mata dibuat dengan memotong lingkaran sebesar diameter luar tabung penglihatan dari bahan yang cocok atau cocok dengan bahan pembentuk tabung. Sebuah lingkaran yang lebih kecil dan konsentris dipotong dari tutup ujung, dan sepotong plastik direkatkan atau direkatkan untuk menahannya di atas bukaan di bagian dalam tutup. Lubang ini dapat dibiarkan terbuka, tetapi penutup yang jelas adalah tindakan pencegahan keamanan yang baik untuk menjaga benda apa pun dari kotak atau bagian dalam tabung agar tidak jatuh ke mata pemirsa. Akrilik, mylar, asetat, atau lensa optik dapat digunakan untuk lubang intip. Tutup ujung kemudian dapat direkatkan atau direkatkan dengan hati-hati ke ujung tabung; dalam desain yang lebih rumit, ini secara resmi dibuat menjadi alat kelengkapan yang dapat disekrup atau dipasang secara khusus ke tabung.
• 4 Dengan ujung penglihatan sekarang ditutup, pembuat menggeser set cermin yang sudah dirakit ke dalam tabung. Jika segitiga cermin bergetar Sudut yang berbeda dari cermin menciptakan pandangan yang berbeda melalui kaleidoskop. dalam tabung, itu dikeluarkan, dan kertas, kain, atau bahan pelindung lainnya dililitkan di sekitar bagian luar cermin sampai terpasang dengan benar. Styrofoam plastik "popcorn" atau potongan kertas dapat didorong ke bawah di samping cermin untuk mengamankannya, tetapi kemungkinan besar akan melenceng dari tengah, yang sekali lagi akan membuat gambar menjadi miring. Cermin didorong masuk untuk berbatasan dengan tutup ujung dan meninggalkan ruang di ujung tabung yang lain untuk kotak objek.
• 5 Gambar diameter dalam tabung yang sebelumnya dibuat van sekarang digunakan untuk membuat potongan plastik untuk kedua ujung kotak benda. Sebuah lingkaran plastik bening dipotong dan dimasukkan ke dalam tabung agar pas dengan ujung cermin; itu harus pas sehingga tegak lurus dengan dinding tabung. Jarak antara potongan plastik ini dan ujung terbuka tabung adalah ketebalan ruangan. Setelah mengukur ketebalan ini, pembuat memotong selembar karton yang selebar ketebalan ruang dan sepanjang keliling bagian dalam tabung. Pembuatnya melunakkan karton dengan mengerjakannya di antara jari-jari sehingga dapat dililitkan di sekitar bagian dalam tabung. Itu harus diuji agar pas, lalu dikeluarkan, direkatkan, dan ditempelkan di tabung. Potongan kardus ini menahan ujung plastik bagian dalam dari kotak objek di tempatnya, dan juga menghaluskan celah apa pun di potongan plastik itu sehingga tidak terlihat. Lingkaran plastik luar kemudian dipotong. Ini juga dapat dibuat dari plastik bening atau dapat diamplas untuk membuat permukaannya tembus cahaya. Jika dibiarkan jelas atau transparan, sebagian dari dunia luar akan terlihat melalui objek kasing. Hasil akhir yang tembus cahaya akan mengaburkan cahaya yang masuk (dan gambarnya) sehingga manik-manik bagian dalam adalah objek yang menjadi fokus.
• 6 Pembuat kaleidoskop sekarang dapat mulai menambahkan manik-manik atau bahan lain ke kotak objek. Seperti yang ditunjukkan oleh deskripsi di atas, hampir semua barang berwarna dapat dipilih sebagai objek. Pembuat menambahkan manik-manik atau benda ke kasing dan mengintip melalui ujung tampilan untuk memeriksa keseimbangan warna. Ketika kombinasi objek yang tepat dipilih, lingkaran ujung yang buram ditempel atau direkatkan pada tempatnya. Untuk kaleidoskop sederhana ini, wadah objek tidak terpuntir relatif terhadap tabung penglihatan. Sebaliknya, seluruh tabung diputar untuk mengubah gambar.

Produk Sampingan/Limbah

Pembuatan kaleidoskop menghasilkan sedikit limbah. Versi yang diproduksi dibuat dengan spesifikasi yang ketat sehingga tabung dan cermin dipotong sesuai standar tersebut. Beberapa bahan (terutama plastik) dapat digiling ulang jika rusak dan didaur ulang. Beberapa pemborosan terjadi pada manik-manik dan barang-barang yang digunakan untuk kasus objek. Perusahaan seperti C. Bennett Scopes, Inc., membawa manik-manik cadangan ke sekolah untuk digunakan dalam proyek seni. Mayoritas limbah di pabrik kaleidoskop berasal dari kotak kemasan yang juga didaur ulang.

Kontrol Kualitas

Keselamatan bagi karyawan adalah masalah penting. Jika plastik atau akrilik digunakan, pelarut akrilik diperlukan, dan ventilasi yang memadai harus disediakan di sekitar setiap pekerja sesuai dengan peraturan oleh Administrasi Kesehatan dan Keselamatan Kerja (OSHA) dan Badan Perlindungan Lingkungan (EPA), keduanya lembaga Federal. Masalah keselamatan lainnya melibatkan mekanik peralatan; gergaji pita dapat digunakan terutama untuk memotong bagian untuk prototipe, dan tukang las sonik yang berisik dan digunakan untuk menyegel ruang cairan dioperasikan di dalam kotak isolator. Plastik dan cermin panjang memiliki tepi yang tajam, dan harus berhati-hati dalam menanganinya.

Peraturan mengenai kualitas cermin dan lensa juga diperiksa. Lensa harus terpasang kuat untuk menjamin tidak ada benda yang bisa jatuh ke mata. Juga kepingan atau retakan pada kaca spion harus diganti dengan material baru. Kotak objek juga diperiksa untuk memastikan tidak ada ampul yang bocor.

Masa Depan

Pada awal 1970-an, kaleidoskop mengalami kelahiran kembali minat yang kemudian memiliki puncak dan lembah yang lebih kecil dalam 30 tahun berikutnya. Pada abad kedua puluh satu, kaleidoskop tampaknya memiliki pengikut yang mapan sebagai bentuk seni, hadiah potensial, dan objek keingintahuan untuk anak-anak dari segala usia. Konvensi yang diadakan oleh Brewster Society adalah ukuran yang sangat baik untuk kesejahteraan kaleidoskop; lebih dari 30 toko, negara termasuk Jepang dan Swiss, dan ratusan produsen dan penggemar bertemu setiap tahun untuk mendukung penemuan dan pertukaran ide Sir David Brewster. Anggota masyarakat, seperti penghobi dan penggemar lainnya, sangat percaya pada variasi tak terbatas yang mungkin terjadi dalam kaleidoskop yang mereka sebut "permen untuk mata."