Caleidoscópio

Objetivo:

Entender como a reflexão em espelhos planos acontece e como a composição de espelhos pode ser usada para criar ilusões de óptica.

Materiais utilizados:

* 3 espelhos retangulares de aproximadamente 23cm por 3,5cm, com espessura de 4mm
* Fita adesiva
* Tubo de papelão (como os que há no centro dos rolos de papel toalha)
* Pequenos objetos coloridos
* Plástico transparente rígido (como os de capa para encadernação)
* Plástico opaco rígido (como os de capa para encadernação)
* Cola quente
* Papel colorido (para a decoração do tubo)
* Cola branca
* Tesoura

Como construir:

Colar os três espelhos, formando um triângulo, utilizando a fita adesiva, vide figura 1. O lado espelhado deve ficar virado para dentro. Encaixar esse triângulo dentro do tubo de papel toalha. Se quisermos uma versão mais simples do caleidoscópio, basta parar a construção aqui.
Para uma versão mais incrementada do caleidoscópio, corte dois círculos do plástico transparente, com o mesmo tamanho do tubo de papelão, um desses círculos deve ser ligeiramente menor que o tubo de papelão, de forma que entre dentro do tubo e o outro deve ser ligeiramente maior, de forma que não entre dentro do tubo. Coloque o círculo menor dentro do tubo de papelão até que ele encoste-se aos espelhos. Coloque os objetos coloridos dentro do tubo, em cima do plástico transparente. Cole o outro plástico transparente no tubo, para que os objetos coloridos fiquem presos dentro do tubo. No plástico opaco, corte um círculo ligeiramente maior do que o tubo de papelão. Dentro desse círculo, corte um orifício, por onde olharemos o caleidoscópio. Cole esse círculo no tubo de papelão. Enfeite o tubo de papelão com o papel colorido.

Como funciona:

Para a versão mais simples, olhar para imagens coloridas através do caleidoscópio, movendo-o.
Para a versão mais incrementada, olhe através do caleidoscópio e vá girando-o. A visualização é mais fácil quando o ambiente está claro.

A física envolvida:

O caleidoscópio foi inventado no século XIX, pelo físico escocês Sir David Brewster. O nome vem do grego kalos, que significa belo, eidos, que significa imagem e scopeo, que significa observar. Para entender como as imagens de um caleidoscópio se formam precisamos entender um pouco
melhor o fenômeno de reflexão da luz. A reflexão depende do acabamento da superfície do material. Se ele é rugoso, ou seja, se a superfície é irregular, a reflexão é difusa, em todas as direções, assim, podemos ver o objeto de qualquer lugar. Já se a superfície for polida, como nos espelhos, a reflexão não é difusa, ou seja, não acontece em todas as direções, mas é regular, assim, quando olhamos em um espelho, vemos uma imagem formada.
A imagem formada no espelho tem a mesma distância que o objeto. Quando colocamos dois espelhos, formando um ângulo de 90°, veremos três imagens formadas. Conforme vamos diminuindo o ângulo entre os dois espelhos, vamos aumentando o número de imagens formadas. Quando os espelhos estão paralelos (ângulo de 0°), deveríamos ver, teoricamente, infinitas imagens, porém, isso não acontece na prática, pois a intensidade da luz vai diminuindo nas diversas reflexões, vemos muitas imagens, mas não infinitas. Se tivermos dois espelhos formando um ângulo de 60° entre si, teremos a formação de cinco imagens. No caleidoscópio temos três espelhos formando um ângulo de 60° entre si, os padrões vão sendo repetidos ao redor dos três espelhos. Assim como no caso de dois espelhos paralelos, teremos a formação de muitas imagens.
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