万花筒是如何工作的

在最基本的层面上，万花筒是由两个或两个以上的人组成的镜子或相互成一定角度的反射面，通常形成v形或三角形。管子或盒子——通常看起来像小望远镜——是围绕镜子组件的主体。一组物体被放置在镜子的一端，另一端有一个小孔。

当你透过那个眼孔看的时候，你所看到的永远不会完全相同!虽然容纳物体的容器通常与万花筒一样大，或比万花筒更大，但只有落在物体支架内三角形空间内的物体部分会被反射出来。

想想切成楔形的披萨。单个切片可能代表在万花筒中显示的vee形或三角形区域中的对象。然而，如果你把那片披萨放在两个倾斜的镜子之间，你看到的几乎是一个整体披萨它是由一片面包的无数映像组成的。

基础几何告诉我们，一个圆，就像一个完整的披萨，是360度。万花筒中的每一片披萨或三角形都是其中的一部分。楔子越粗，它的角度就越宽;楔子越薄，角度越小。角度的大小决定了切片被反射的次数。例如，如果你的披萨是整个披萨的四分之一，角度是90度。在有两面镜子的万花筒中，披萨片在万花筒末端的图像中出现了四次。如果切片的大小是它的一半——45度角——它在图像中会反射8次[来源:科勒］．切片越小，它出现的次数越多。

幸运的是，普通万花筒中的图像要比披萨有趣得多。即使是最简单的普通纽扣、珠子或玻璃碎片的集合，当万花筒发挥作用时，也会变成复杂而美丽的设计。这部分是由于对称性原理。如果你在一个对称物体的中心向下画一条线，这条线两边的一半是相同的。通常，你会说它们是彼此的镜像。在万花筒中，每一个重复的图像与它旁边的图像是对称的。镜子或反射面连接得越精确，产生的对称图像就越精确。

在一个双镜万花筒中，一个30度的楔形有11个反射[来源:斯桃波］．如果原始的楔子位于最顶端(在钟面上的12点)，那么在它的左右(11点和1点)上的反射就是原始图像的第一个反射。假设光线照射到镜子上并以相同的角度反射出去，放在原始楔形的右边的蓝色珠子会出现在第一组反射的左边的相同位置。10点和2点的反射是第二组反射;蓝色的珠子出现在这些楔形的右边边缘。

第三组反射(9点钟方向和3点钟方向)显示蓝色的珠子回到左侧边缘。蓝色的珠子出现在第四组反射(8点和4点)的右边缘。它出现在第五组反射(7点和5点)的左侧边缘。最后的反射(6点钟方向)再次显示了在右手边的珠子。物体的反射从一边移动到另一边，并在这种对称的舞蹈中与其他物体结合，形成了使万花筒如此令人愉快的图案。

双镜面结构创造了一个用黑色背景填充360度的楔形反射设计。三面或更多的镜子会使整个空间充满更复杂的几何图案和它们似乎无穷无尽的反射。例如，三个镜子产生一系列复杂的三角形反射。镜子的角度影响图案。

因为万花筒中的物体会移动——通常是在你摇晃它们或旋转物体容器之后——它们不会第二次以完全相同的方式排列，也不会有两个设计完全相同。

想知道这个精巧的装置是怎么来的吗?然后继续读下去。

证据表明，碎片经过打磨黑曜石(一种火山玻璃)早在8000年前就被用作镜子[来源:伊诺克］．镜子反射阳光或火在早期的灯塔有记录显示，古埃及的一位魔术师可能用镜子制造了一种视觉错觉。到了17世纪，凡尔赛宫的“镜厅”——一个有357面镜子的华丽走廊——成为法国荣耀的展示。镜子也可能在规划观赏花园时帮助实现了对称性，向万花筒的方向迈出了一步。

到了19世纪早期，这种新设备的舞台已经准备就绪，它将实用的镜子变成了乐趣。在19世纪早期，科学家们正在探索光和光学的概念，同时不断改进的技术也让中产阶级能够投入更多的时间和资源进行休闲活动。被称为“哲学玩具”的装置成为了一种娱乐形式，既能分享科学进展，又能娱乐大众。

1816年，苏格兰人大卫·布鲁斯特博士第一个将镜子和物体排列在管子里，并称之为万花筒。它不仅仅是一个玩具，它也是为设计师和艺术家设计的，他们可能会受到自己创造的美丽图案的启发。布鲁斯特在1817年为他的发明申请了专利。

万花筒技术在1873年实现了又一次飞跃。当时美国人查尔斯·布什申请了几项改进专利。他增加了一个可以轻松拆卸的支架和一个旋转的轮子，以扩大可能的设计种类。不过，布什最具独创性的发明可能是特制的安瓿瓶。一个安瓿是一种小的、密封的玻璃小瓶，通常用来装药。在一些万花筒中，细小的安瓿已经被用作物件。布什的专利规定了安瓿“含有两种或两种以上不同密度或性质的液体，或含有固体的液体”。布什写道，安瓿中的液体不能混合，每个安瓿都有自己的颜色。这使得我们可以进行更复杂的设计。布什］．

下个世纪，娱乐业迎来了高科技的鼎盛时期。广播、电影及电视把万花筒主要塞给孩子们。直到1985年，马里兰州斯特拉斯莫尔艺术中心举办了一场展览，展出了100多个万花镜，引起了人们的极大兴趣。不久，为万花筒爱好者建立了布鲁斯特万花筒协会。

如今，该协会的成员中约有125名万花筒艺术家。他们正忙着把哲学玩具变成独特的艺术。在下一页中，我们将看看当今万花筒的广泛材料和类型。你会看到万花筒在200年里取得了长足的进步。

如今，布鲁斯特博士的发明有各种各样的价格——从一美元左右的便宜派对礼品到数万美元的手工收藏品。因此，用来制作尸体的材料也有很大的不同。一些常用的材料包括纸板、木头、金属(黄铜是常见的)、玻璃(透明玻璃)、彩色玻璃还有更多)和塑料。

你可能最熟悉管状万花筒，它类似于望远镜或望远镜．然而，桶形也很常见。此外，一些是圆锥形的，其他自由形式的设计难以描述。有些配有支架，有些是手持式的。你可以买一个做成项链的微型万花筒，也可以买一个双面万花筒，让你和朋友从相反的方向观看相同的设计。

当你看着万花筒时，你无法知道是什么物体形成了你所看到的惊人图案。即使是无聊的日常用品，当被引入万花筒时，也可以成为令人兴奋的艺术。典型的物品可能包括彩色玻璃碎片、珠子、纽扣、缎带碎片、安瓿瓶(如前所述)、五彩纸屑、闪光片、“发现”物品和自然物品(如羽毛或花朵)。

一些特殊的万花筒，被称为远程万花筒，根本不包含物体。透过管子末端的透明玻璃，你看到的是由你周围环境的反射所创造的设计。

对象支架可以是几种不同的设计。最常见的是细胞——有足够空间让物品移动的又薄又圆的盒子或房间。有时这些物体悬浮在液体中，但细胞也经常是干燥的。物体支架甚至可能是管状的。有些细胞被建在万花筒似的身体里;其他的则附着在外面或从侧面滑落。有些甚至是可互换的，或者它们是开放的，允许用户添加不同的对象。所有这些都必须由透明材料制成，如玻璃或塑料，以便用户可以看到里面的物品。必须有光源来照亮物体;经常阳光或者物体支架后面的灯光就足够了，但有时设备中会内置一盏灯。

为了增加更多的多样性，万花筒工匠可能会引入不同颜色的背景。这些可能是可互换的玻璃或塑料磁盘。

镜子万花筒内部的结构将有助于确定当你透过眼孔看时所看到的图案。两镜和三镜结构(前面描述的v形或三角形)是最常见的。然而，万花筒的发明者可能会使用锥形的镜子而不是矩形的，或者以非传统的方式排列更多的镜子，以追求更复杂的设计。例如，它们可能是三维的或伞形的。

真的，创造万花筒的人只是被他们的想象力所限制。万花筒本身有多少图案，就有多少可能的万花筒结构!你也可以加入这个万花筒设计的创意世界。继续往下读，学习如何自己制作。

虽然万花筒可以是精心制作的，可收藏的艺术品价值数千美元，但你可以自己制作。这取决于你手头有什么，你甚至不需要花一分钱。以下是你需要的:

按照以下步骤将它们组合在一起:

不要害怕尝试。你可能会在万花筒设计中发现下一个惊人的创新。就像所有伟大的工匠一样，你只会被你的想象力所限制!

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