Caleidoscópio

Um caleidoscópio () é um instrumento óptico com duas ou mais superfícies refletoras (ou espelhos) inclinadas entre si em um ângulo, de modo que um ou mais (partes de) objetos em uma extremidade esses espelhos são mostrados como um padrão simétrico regular quando vistos da outra extremidade, devido à reflexão repetida. Esses refletores geralmente são colocados em um tubo, geralmente contendo em uma extremidade uma célula com pedaços soltos e coloridos de vidro ou outros materiais transparentes (e/ou opacos) a serem refletidos no padrão visualizado. A rotação da célula causa o movimento dos materiais, resultando na apresentação de uma visão em constante mudança.

Etimologia

Criado por seu inventor escocês David Brewster, "caleidoscópio" é derivado da palavra grega antiga καλός (kalos), "belo, beleza", εἶδος (eidos), "aquilo que é visto: forma, forma" e σκοπέω (skopeō), "olhar para, examinar", portanto, "observação de belas formas" Foi publicado pela primeira vez na patente concedida em 10 de julho de 1817.

História

Comparação das construções de espelho de Kircher (esquerda) e Bradley (direita)

Padrões quando visto através de um tubo de caleidoscópio

A reflexão múltipla por duas ou mais superfícies refletoras é conhecida desde a antiguidade e foi descrita como tal por Giambattista della Porta em sua Magia Naturalis (1558–1589). Em 1646, Athanasius Kircher descreveu um experimento com a construção de dois espelhos, que podiam ser abertos e fechados como um livro e posicionados em vários ângulos, mostrando figuras de polígonos regulares consistindo de setores alíquotas refletidos de 360°. As Novas melhorias em plantio e jardinagem do Sr. Bradley (1717) descrevem uma construção semelhante a ser colocada em desenhos geométricos para mostrar uma imagem com reflexão multiplicada. No entanto, uma configuração ideal que produza todos os efeitos do caleidoscópio não foi registrada antes de 1815.

Em 1814, Sir David Brewster realizou experimentos sobre a polarização da luz por reflexões sucessivas entre placas de vidro e observou pela primeira vez "o arranjo circular das imagens de uma vela em torno de um centro e a multiplicação dos setores formados pelas extremidades das placas de vidro". Ele se esqueceu disso, mas notou uma versão mais impressionante do efeito durante experimentos posteriores em fevereiro de 1815. Um pouco depois, ele ficou impressionado com o reflexo multiplicado de um pedaço de cimento que foi pressionado na extremidade de uma calha triangular de vidro, que pareciam mais regulares e quase perfeitamente simétricos em comparação com os objetos refletidos que estavam situados mais longe das placas refletoras em experimentos anteriores. Isso desencadeou mais experimentos para encontrar as condições para as condições mais bonitas e simetricamente perfeitas. Uma versão inicial tinha pedaços de vidro colorido e outros objetos irregulares fixados permanentemente e foi admirado por alguns membros da Royal Society de Edimburgo, incluindo Sir George Mackenzie, que previu sua popularidade. Seguiu-se uma versão em que alguns dos objetos e pedaços de vidro podiam se mover quando o tubo era girado. A última etapa, considerada a mais importante por Brewster, foi colocar os painéis refletivos em um tubo de extração com uma lente côncava para introduzir distintamente os objetos ao redor no padrão refletido.

Brewster achava que seu instrumento era de grande valor em "todas as artes ornamentais" como um dispositivo que cria uma "infinidade de padrões". Os artistas podiam delinear com precisão as figuras produzidas do caleidoscópio por meio do microscópio solar (um tipo de dispositivo de câmera escura), lanterna mágica ou câmera lúcida. Brewster acreditava que ao mesmo tempo se tornaria um instrumento popular "para fins de diversão racional". Ele decidiu solicitar uma patente. Patente britânica no. 4136 "para um novo Instrumento Óptico chamado "O Caleidoscópio" por exibir e criar belas Formas e Padrões de grande utilidade em todas as artes ornamentais; foi concedido em julho de 1817. Infelizmente, o fabricante originalmente contratado para produzir o produto havia mostrado um dos instrumentos de patente a alguns dos oculistas de Londres para ver se ele poderia receber pedidos deles. Logo o instrumento foi copiado e comercializado antes que o fabricante tivesse preparado qualquer número de caleidoscópios para venda. Estima-se que duzentos mil caleidoscópios foram vendidos em Londres e Paris em apenas três meses. Brewster calculou que no máximo mil delas eram cópias autorizadas que foram construídas corretamente, enquanto a maioria das outras não deu uma impressão correta de sua invenção. Como relativamente poucas pessoas experimentaram um caleidoscópio adequado ou sabiam como aplicá-lo às artes ornamentais, ele decidiu divulgar um tratado sobre os princípios e a construção correta do caleidoscópio.

Acreditava-se que a patente fosse reduzida em Juízo porque seus princípios supostamente já eram conhecidos. Brewster afirmou que o caleidoscópio era diferente porque as posições particulares do objeto e do olho desempenhavam um papel muito importante na produção das belas formas simétricas. A opinião de Brewster foi compartilhada por vários cientistas, incluindo James Watt.

Philip Carpenter originalmente tentou produzir sua própria imitação do caleidoscópio, mas não ficou satisfeito com os resultados. Ele decidiu oferecer seus serviços à Brewster como fabricante. Brewster concordou e os modelos de Carpenter foram carimbados como "fabricante exclusivo". Percebendo que a empresa não poderia atender ao nível de demanda, Brewster obteve permissão de Carpenter em 1818 para que o dispositivo fosse fabricado por outros fabricantes. Em seu Treatise on the Kaleidoscope de 1819, Brewster listou mais de uma dúzia de fabricantes/vendedores de caleidoscópios patenteados. A empresa de Carpenter continuaria vendendo caleidoscópios por 60 anos.

Em 1987, a artista de caleidoscópio Thea Marshall, trabalhando com o Willamette Science and Technology Center, um museu de ciências localizado em Eugene, Oregon, projetou e construiu uma exposição itinerante de matemática e ciências de 1.000 pés quadrados, "Kaleidoscopes: Reflections de Ciência e Arte." Com financiamento da National Science Foundation e distribuído sob os auspícios do Smithsonian Institution Traveling Exhibition Service (SITES), a exposição apareceu em 15 museus de ciência durante um período de três anos, alcançando mais de um milhão de visitantes nos Estados Unidos e Canadá. Módulos de exibição interativos permitiram que os visitantes entendessem e apreciassem melhor o funcionamento dos caleidoscópios.

Variações

Kaleidoscópio poliangular de R.B. Bate (com ângulos refletores ajustáveis), como ilustrado em Tratamento no caleidoscópio (1819)

Variações gerais

David Brewster definiu diversas variáveis em sua patente e publicações:

• variações de tamanho (Brewster considerou um comprimento de cinco a dez polegadas conveniente, para um a quatro polegadas ele sugeriu o uso de uma lente com um comprimento de foco igual ao comprimento dos refletores)
• variações no ângulo de inclinação das superfícies refletoras. Em sua patente Brewster considerou 18°, 20° ou 22 1/2° mais agradável. No tratado 45°, 36° e 30° são os exemplos principais.
• variações no material das superfícies refletoras (placas de vidro liso, vidro temperado (espelho) ou metal, ou as superfícies interiores reflexivas de um prisma sólido de vidro ou cristal de rocha) A escolha do material pode ter alguma influência da tintura e da qualidade da imagem.
• uma grande variedade de objetos, pequenas figuras, fragmentos, líquidos e materiais de diferentes cores e formas podem ser usados em células de objeto (parte dos fragmentos transparentes mais habituais, por exemplo peças torcidas de ferro ou fio de bronze, ou alguns rendas, podem produzir efeitos muito finos)

Diferentes versões sugeridas por Brewster

Em sua patente, Brewster percebeu duas formas para o caleidoscópio:

• "forma mais comum": dois refletores, pequenos objetos devem ser colocados perto da abertura a ser visto na outra extremidade
• "O composto, ou caleidoscópio telescópico": um tubo com dois refletores, deslizando dentro de outro tubo com uma a três lentes convexas, para ser aplicado a qualquer objeto a qualquer distância (isso foi posteriormente reintroduzido como o telescópio)

Em seu Tratado sobre o Caleidoscópio (1819), ele descreveu a forma básica com uma célula objeto:

• "forma simples": um tubo com dois refletores e objetos, tais como peças de vidro colorido fixo ou colocado vagamente na célula no final do instrumento

diagramas dos padrões de kaleidoscoped policentral em Tratamento no caleidoscópio (1819)

Brewster também desenvolveu diversas variações:

• "Caleidoscópio policentral" com três refletores em ângulos de 90°: o padrão infinito de triângulos equiláteros foi considerado "comum esplêndido" por Brewster
• "Caleidoscópio policentral" com três refletores em ângulos de 90°, 45° e 45°: o padrão não é simetricamente disposto em torno do centro, mas, no entanto, considerado "muito agradável" por Brewster
• "Caleidoscópio policentral" com três refletores em ângulos de 90°, 60° e 30°: o padrão com 31 imagens refletidas da abertura, não simetricamente disposto em torno do centro. Brewster considerou o efeito "muito bonito, particularmente quando os refletores são metálicos".
• "Caleidoscópios policentrales" com quatro refletores: caleidoscópio quadrado ou retangular com um padrão infinito de quadrados ou retângulos
• projeção caleidoscópios por meio do microscópio solar ou a lanterna mágica, permitindo que mais pessoas vejam o padrão
• "Microscopic Kaleidocsope": minuto caleidoscópios (como pequeno como um polegada de comprimento) para visualização de objetos microscópicos, também foram usados por mulheres como jóias
• colocação de "corpos ou pedaços de vidro regularmente cristalizados que receberam a estrutura polarizadora" na frente da abertura, para introduzir "as cores complementares da luz polarizada"
• placas de objetos retangulares movendo-se através de um sulco cortado em uma célula anexada às extremidades do refletor, permitem uma maior variedade no movimento de fragmentos soltos. Com fragmentos fixos, uma sequência mais calculada de tintes e formas pode ser composta.
• "uma placa de objeto vibratório": uma placa de objeto menor contendo objetos soltos pode ser feita para vibrar em sua borda inferior por um movimento suave do tubo se o caleidoscópio é mantido horizontalmente
• uma placa de objeto incolor, com peças incolores de vidro ou uma superfície irregular de verniz transparente, pode ser colocada na frente de uma placa de objeto colorida. As pontas e contornos das peças coloridas são amolecidos pela refração das peças incolores. Os objetos incolores fornecem contornos para o padrão. A placa de objeto incolor também pode produzir padrões incolores finos quando usado sozinho.
• em vez de em uma célula de objeto, fragmentos transparentes podem ser colocados em um espelho e ser combinados com fragmentos opacos (por exemplo pedaços de fio de bronze, folhas coloridas e grãos de espelto) para os melhores efeitos
• uma placa de objeto com elementos fixos pode ser colocada na célula, se a célula é girada na frente da abertura os mesmos padrões recur

Posições alternativas dos refletores no caleidoscópio, como ilustrado na patente 1817.

• se os refletores forem mantidos separados (ver Fig. 4 da ilustração da patente), os padrões anulares são mostrados
• se os refletores forem colocados paralelos uns aos outros (ver Fig. 5 da ilustração da patente), os padrões rectilineares são mostrados

Brewster também imaginou outra aplicação para o caleidoscópio:

• um tipo de órgão de cor: para uma composição visual harmônica, com efeitos semelhantes à composição musical, uma peça muito simples de máquinas poderia ser desenvolvida "para introduzir objetos de diferentes formas e cores para variar a direção do movimento através da abertura angular e para acomodar a velocidade de seu movimento para o efeito que se pretende produzir".

Variações posteriores

Os fabricantes e artistas criaram caleidoscópios com uma grande variedade de materiais e em muitas formas. Alguns desses elementos adicionados que não foram descritos anteriormente pelo inventor David Brewster:

• células do objeto foram preenchidas com um líquido viscoso, de modo que os itens flutuam e se movem graciosamente através da célula do objeto em resposta a pequenos movimentos do espectador
• kaleidoscópios de varinha, com um tubo selado transparente móvel contendo líquido mostrando afundamento e/ou objetos flutuantes (geralmente incluindo glitter) após o final dos refletores, foram introduzidos em 1990 WildeWood Creative Products em colaboração com Cozy Baker
• rodas de objetos ou carrosséis girando em um eixo ligado ao centro do caleidoscópio pode introduzir formas e cores na imagem do caleidoscópio
• exteriores de caleidoscópios foram criados em obras de arte escultural
• grandes caleidoscópios foram integrados na arquitetura de alguns edifícios

Publicações

Cozy Baker (falecida em 19 de outubro de 2010)—fundadora da Brewster Kaleidoscope Society—colecionou caleidoscópios e escreveu livros sobre muitos dos artistas que os fizeram na década de 1970 até 2001. Seu livro Kaleidoscope Artistry é um compêndio limitado de criadores de caleidoscópios, contendo imagens de vistas internas e externas de obras de arte contemporâneas. Baker é creditado por energizar um renascimento na fabricação de caleidoscópios nos Estados Unidos; ela passou a vida reunindo artistas e galerias de caleidoscópios para que eles se conhecessem e se encorajassem.

Em 1999, uma revista de curta duração dedicada a caleidoscópios—Kaleidoscope Review—foi publicada, abrangendo artistas, colecionadores, negociantes, eventos e incluindo artigos de instruções. Esta revista foi criada e editada por Brett Bensley, na época um conhecido artista de caleidoscópios e fonte de informações sobre caleidoscópios. Mudou o nome para The New Kaleidoscope Review e, em seguida, mudou para uma apresentação de vídeo no YouTube, "The Kaleidoscope Maker"

Aplicativos

Uma mulher olha para um grande caleidoscópio

A maioria dos caleidoscópios são produzidos em massa a partir de materiais baratos e destinados a brinquedos infantis. No outro extremo estão as peças feitas à mão que exibem um bom artesanato. As galerias de artesanato geralmente carregam alguns caleidoscópios, enquanto outras empresas se especializam neles, carregando dezenas de tipos diferentes de diferentes artistas e artesãos. A maioria dos caleidoscópios artesanais são feitos na Índia, Bangladesh, Japão, Estados Unidos, Rússia e Itália, seguindo uma longa tradição de artesanato em vidro nesses países.