万花筒

万花筒（be volatile）它是一种光学玩具，使用镜子或玻璃通过光的反射形成图像。万花筒的形状是圆柱形的，一端有一个用于观察的小孔当你通过这个小孔往缸里看时，你会发现它是“花”颜色鲜艳的光学对称图案，旋转桶中的图案也会随之变化。

英国物理学家大卫的万花筒·布鲁斯特在1816年发明了它，它一问世就在英国大受欢迎，随后传播到法国，2 ~ 3年后传播到东亚，主要在中国和日本。20世纪80年代，万花筒发展成为一件光学艺术品。在21世纪，万花筒已经逐渐淡出人们的视线但仍有收藏家对它有强烈的喜爱。透过镜头材质的万花筒、镜体结构、镜头数量的创新，通过改变“内芯”的形状和材料，产生了各种各样的类别。

万花筒的内部镜面结构不同，常见的镜面结构有菱形、三角形等不同的结构可以通过光的反射产生不同的图像；万花筒有各种类型，包括黑匣子类型、偏振型、蜻蜓型等。

万花筒不仅是一种休闲玩具，而且取决于其在建筑艺术中的美学特征、图形艺术发挥了重要作用，并逐渐发展出各种引申意义，如万花筒职业。

发明过程  

苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特爵士（781-1868）主要从事光学和光谱研究，童年时非常喜欢光学，一生致力于光学研究。

1819年，布鲁斯特出版了一本书《论万花筒》[  threat.kaleidoscope]在书中，他讲述了他发明万花筒的灵感来自光的偏振实验。自1814年以来，他一直在做这个实验。在实验中，他使用许多透镜形成一个角度，并找出了可以形成最佳对称图案的透镜位置和窥视孔。

1816年，当他用许多镜子研究光的性质时，他发现通过放置几面相对的镜子，经过多次反射后呈现出美丽的光学图案。

为了进一步探索万花筒的成像原理，阐明图案的变化规律，布鲁斯特将三面玻璃镜以一定角度放入圆筒中，然后将贴花纸放在圆筒末端的两层玻璃之间。随着三角镜角度的变化，你看到的图像也在不断变化转动万花筒可以看到不同的图案。因此，布鲁斯特制作了最早的万花筒。

发展历史  

布鲁斯特公司万花筒一夜之间获得了意想不到的成功。19世纪，万花筒在英国开始流行。

在早期的万花筒中，里面的花是切成片的彩纸，透明度很差后来，有人尝试使用更透明的彩色碎玻璃。随着时间的推移，万花筒的内部“花”，变成了彩色塑料片、光滑的玻璃珠。经过改进，这种趋势大约两个月后从英国蔓延到法国。

据说在三个月内，巴黎和伦敦的商店售出了20万支花卉文具展览管。每次旋转都能产生美丽图案的万花筒，相当于当时的电视机不仅孩子们喜欢它，而且成人也可以 不要放下它。

万花筒在法国流行两三年后，这种玩具传到了东亚，主要是中国和日本。然而，在19世纪初万花筒首次传入中国时，由于制作材料和技术的限制，它只能作为上层社会的私人收藏。随着封建王朝的覆灭和闭关锁国政策的打破，中国的发展与进步日益加快美国的民族工业逐渐降低了万花筒的成本。

19世纪中叶，北京胡同的地摊上摆着万花筒和弹珠、踢毽子、铁环和其他玩具一样常见且容易获得。在那个没有手机、在电脑和电视时代，万花筒中美丽的图案丰富了许多儿童的生活童年时代。万花筒里的“花”儿童中有更多的颜色it丰富的想象力。20世纪80年代，随着万花筒的盛行，它不仅仅是一种光学玩具，而是逐渐发展成为一种光学艺术品。

在21世纪，万花筒已经逐渐淡出人们的视线年代的景象，但一些收藏家仍然对万花筒有强烈的爱。北京玩具协会常务理事、万花筒爱好者李红宽不仅把声音、光、电和其他动力被应用于万花筒的设计和生产中，我们还尝试将古老的光学玩具与现代技术相结合，并在传统玩具的生产中添加现代元素。2004年，李红宽设计并制作了自己的132厘米长、一个直径25厘米的巨型万花筒被捐赠给北京民间协会，这是迄今为止中国最大的万花筒。2005年，应北京索尼探索科技馆的邀请，李红宽参加了第一届展览“索尼梦幻万花筒展”展会上展出了20多个我们自己制作的万花筒，被索尼探索科学馆誉为“中国万花筒第一人”目前，北京民俗博物馆还藏有李鸿章先生制作的大型万花筒。

2022年，世界 世界上最大的万花筒在沙特阿拉伯首都利雅得举行“看星星的眼睛”万花筒高40米，高6米，宽3米。

发明原理

万花筒的原理在于光的反射，用平面镜连续反射光产生图像。光的反射定律可以概括为十六个字：三条线共面，两条线分离，两个角相等，光可逆。

万花筒是将三面有角度的镜子放入圆筒中，然后在圆筒末端的两层玻璃之间贴上贴花。当圆柱体旋转时，三棱镜中镜子的角度会发生变化，图像的数量也会发生变化；图像重叠形成各种图案，通过不断转动万花筒，您可以看到不断变化的图案。

万花筒的景色瞬息万变，关键点在于圆筒“芯”，“芯”各种各样的材料，如彩色玻璃、明艳的宝石、美丽的羽毛等，还会添加玻璃颗粒、细珊瑚片、贝壳和沙子等，当桶旋转时，瓶中的闪闪发光的颗粒会上升和下降。当这些碎片被三面玻璃镜子反射时，就会出现对称的图案。

你也可以在前端安装一个玻璃球，旋转它以观看周围的任何风景；将两个风车形状的轮子组合在一起，通过旋转轮子形成各种图案；或者在前部填充各种颜色的油的组合，通过油的流动产生不可思议的图案。

同一万花筒中“芯”万花筒的数量和质量是不变的，但只要转动万花筒使碎片以新的方式组合，就会有无穷无尽的新图案和花样。陈列的创作原则是赋予散乱无序的材料以独特的艺术表现手段，进行有目的的组合，产生各种新的创意。

万花筒有两个镜面结构不同的镜子、三镜、四镜、锥形、旋转和其他结构，所以你可以看到钻石、三角形和其他形状。

外观结构

万花筒是一个圆柱形结构，圆柱的底部需要填充两层玻璃，玻璃分散在它们之间“标的物”，如一些彩色纸屑或彩色碎玻璃；另一端开一个小孔，称为“视孔”眼睛可以通过这个小洞往里看。

内部镜结构

2镜结构

2镜结构（Double mirror system）万花筒由两面镜子组成。因为两块玻璃镜子只能形成三角形的两条边，另一条边不能反射。因此，带有两个镜子的万花筒将呈现圆形。如果两个镜子以30度的角度分开，则可以形成分成12个块的图像。不同的角度使万花筒图像不同。如果玻璃镜之间的夹角为22°.将展示5，16幅图像。可以看出，万花筒中物体的图像数量随着两个镜子之间的角度而变化。如果将两个镜子之间的角度记录为θ，并且θ的整数倍等于360度，即=360°，则形成的万花筒图案是分成N个块的正N多边形，这也表明一个物体图像有N个虚像。

3镜结构

3镜结构（Threemirror system）用三面镜子组成一个三角形。两个以上光滑均匀的光学平面的透明体，至少有一组面是不平行的，包括正三角形、等腰三角形和直角三角形等，形成不同的三角形，呈现不同的图像。当使用三镜结构时，可以通过调整三个玻璃镜的角度来显示不同的图像。三镜组合结构的交叉反射形成的万花筒图案不仅可以完全覆盖整个视觉画面，而且还具有节奏感。通过观察，我们可以发现该图形的单元结构为正六边形。

4镜结构

4镜结构（Fourmirror system）四面镜子用来组成四边形或菱形。如果形成一个正方形，它将产生一个拼接图案状的图像万花筒中形成的图案是通过方形结构在水平和垂直方向上对称排列的连续图案，物体将在万花筒中形成重叠且相同的虚像。形成钻石会产生两个焦点。除了60度角的钻石外，在万花筒中的事物形成的图案中还会有许多大小不同的重叠虚像。

5镜结构

5镜结构（Fivemirror system）由五块相同大小的镜子组成。由5个镜面结构组成的平面图形是正五边形。物体被五角镜反射后，形成的图像无法覆盖视觉空间，中间有一个36度的钻石空白。

6镜结构

6镜结构（Sixmirror system）由六面大小相同的镜子组成。万花筒中形成的图形为连续图形，其图形单元结构为正六边形。

锥型镜结构

锥型镜结构（Tape mirror system）如果你将三个或四个梯形镜头组合在一起，通过宽大的开口观看，你会看到图像是球形的，充满立体感。圆锥镜结构的本质是三镜结构和四镜结构的组合，由三个或四个玻璃镜组成，但玻璃镜的形状必须是梯形的。组装完成后，可以看到一个球形图像。与其他反射镜结构相比，锥形反射镜结构的图像更具立体感。

循环镜结构

循环镜结构（Cyclic mirror system）在圆筒壁上贴一层可以反射光线的镜面薄膜，你可以看到一个漩涡状的图像，就像刚刚通过后通道访问另一边一样。与其他结构类型不同，圆形结构可以形成规则的图像和不规则的反射。

万花筒的镜面结构决定成像，而镜面材料决定其成像效果镜面材料主要包括面镜、塑料镜、金属镜、分色玻璃等。

暗箱型万花筒（Cavity mirror/油性或干性）

黑盒指的是万花筒前端的题材（芯）的盒子。题材是油，称为油黑箱类型。与油性相反，主题是玻璃碎片或珠子，这被称为干燥的黑盒类型。

蜻蜓型万花筒

代替万花筒中常用的镜头，只安装了带有切口的玻璃片，并且将玻璃片纵向切割或切割成格子状或龟甲状，因为切割后的玻璃片看起来像蜻蜓的眼睛（复眼），故得名蜻蜓型。

万花筒

偏振型万花筒（micropolariscope/变化滤光器）

偏振万花筒由三棱镜和偏光镜组成、聚酯薄膜，可以形成奇怪的水晶状彩色图案。

婚礼型（Welding   oscilloscope）

婚礼万花筒是一种可以两个人同时欣赏的万花筒。标的物安装在两个圆柱体的中心，其中一个由两个透镜组成，另一个由三个透镜组成。由于受众的特殊性，这种万花筒经常被作为结婚礼物赠送，因此被命名为婚礼万花筒。

望远万花一体型（Camera  Scope）

也被称为巴达诺万花筒，它是一种望远镜（telescope）和万花筒（be volatile）的万花筒。在组装好的透镜前面放置一个透明球体（丙烯球或水晶球）而不是珠子，结构非常简单，但它可以展示一个奇妙的图像世界。

弹子型（Marble   oscilloscope）

大理石万花筒里装满了有图案的玻璃球（也被称为艺术大理石）通过旋转玻璃球来改变图案。因为玻璃球是由艺术家手工制作的，所以每件作品都是独一无二的。

八音盒万花筒（Music   box   kaleidoscope）

利用音乐盒弹簧的旋转来改变图像，它既带来了视听享受。为了利用额外的空间，这款万花筒还开发了一个储物层。

万花筒设计之初是一款休闲益智的游戏玩具，同时也是一款美学灵感玩具。因为万花筒是利用光的反射原理发明的，所以被学校作为教材来培养学生 实践能力、观察能力和思考能力。万花筒也被用作家居装饰，并逐渐发展成为一种光学艺术品，用于建筑等多种艺术领域、美术带来了启发。

建筑

实体结构

固体结构通常是指建筑物的结构是固体结构，例如建筑物中的拱门、坝体、墙体、柱体。中世纪欧洲的教堂建筑往往表现出万花筒结构的特点。在哥特式建筑中，圆形的玫瑰窗也被称为万花筒的单元结构。为了防止建筑中的大跨度空间过于沉闷，布置了更多的小空间，但分布结构仍以万花筒对称结构为基础，这将使神圣的教堂更加庄严。从建筑的三维结构来看，整体越来越窄，它在顶部聚集形成一个万花筒结构的穹顶作为基本结构，这种穹顶形式相互转化和组合，形成了丰富的建筑空间。

框架结构

框架结构通常是指建筑结构由细长杆件组成的支撑体系，其结构既能承受水平荷载又能承受垂直荷载，如建筑中的网架、析架等。万花筒结构用于平面和空间框架结构在平面结构中，经常使用正多边形结构来体现万花筒结构的应用，而在空间结构中，则使用万花筒来为单一结构制作万花筒对称结构并形成三维组合。

例如，法国的埃菲尔铁塔是由钢筋制成的多级桁架结构，形成四个相同的A形组合从空中俯瞰，它形成了一个规则的四边形万花筒结构。

壳体结构

壳结构通常指层状结构，其长度和宽度远大于其厚度。壳结构在自然界中并不罕见，例如蛋壳。这种结构在建筑结构的表面施加外力，其特点是受力均匀。随着许多新技术和新材料的研发，人们可以创造出造型美观材料经济空间结构大的贝壳建筑。由于材料厚度较薄，但结构具有较大的空间跨度和较轻的重量，因此建筑物的稳定性变得非常重要。因此，万花筒对称结构经常出现在具有壳体结构的建筑中。

天窗

基于万花筒的原理，天窗被设计为窗框，第一透光玻璃连接到顶部，第二透光玻璃嵌入底部，每个窗框的内部都连接有平面玻璃镜平面玻璃镜、第一透明玻璃和第二透明玻璃设置在窗框上，使得天窗呈圆台状。窗框的上部嵌有玻璃隔板。玻璃隔板将平面玻璃镜分成上侧、下侧设有多个风扇，风扇与窗框连接。玻璃隔板、在上平面玻璃镜和第一透明玻璃形成的空间中放置有防静电的彩色塑料片，当风扇工作时，彩色塑料片可以被吹起。

平面艺术

平面设计通常会选择一些几何形状作为元素，例如三角形、矩形、菱形、圆形、电弧等，然后将这些基本元素按照一定的构图进行排列、组合、拼接。拼布的构图通常采用几何点、线、表面形成一些规则、有序的、现代平面构成的构成。

平面作品可以利用万花筒的视觉效果给人无尽的感受。如下图所示，埃舍尔和s 《天使与魔鬼》以圆心为中点，由大到小排列，很有秩序和节奏感。万花筒的这一特性也应用于时钟设计。

数字语言结合万花筒结构创作的作品可以夸大物体本身的美，使不起眼的物体展现出秩序和图式之美。艺术家们猜测和探索数字艺术中的万花筒结构他们从大自然中提取元素，然后借助数字语言如声学工程师马克按照一定的规则进行提炼和重组·费舍尔（Mark fischer）借助被称作“小波转换”动物声谱转换的数学过程，然后用一些数字技术绘制转换结果，形成一个美丽的对称图形。

制作万花筒时，需要准备的万花筒原材料是条形镜片（材料自选）硬纸板、彩色玻璃碎屑、彩色包装纸、小刀、胶带等。适合初学者选择塑料镜，制作简单，不容易划伤手。

准备好材料后，制作者可以用胶带将三面长宽相同的镜子向内固定，并确保三面镜子形成三角形中空体进行成像。调整后，玻璃球或其他物体固定在三角形中空体的一侧，同时在外部缠绕——张纸板的过程中，需要为玻璃球预留一定的空间之后，制作人在另一面贴上透明膜，并留有观察孔。最后，制作者可以在空心三角形的外层添加自己喜欢的装饰。这样，一个基本的万花筒就制成了。

此外，玻璃镜子可以切割成12厘米的长度、3厘米宽的长条，并将其组装成三棱柱，然后将三棱柱放入圆柱体中。生产者可以在三棱镜的一端安装一个透明的玻璃片，并保留它作为观察孔；另一端填充玻璃碎片或其他物体，然后安装一块圆形玻璃。其他步骤则跟“基础款”类似。

万花筒职业生涯

鲍灵格林州立大学的Sullivan 教授和费尔菲尔德大学的Mainiero 教授等(2008)提出了一个万花筒式的职业模式(Kaleidoscope model)用来描述一个人的长期状况的模型的职业生涯。

比如调节万花筒“芯”每个人都会通过万花筒的参数进行评估和工作、与生活相关的选择和选项之间的利用率，以便更好地匹配工作需求、工作限制、工作机会和个人价值、爱好之间的契合程度。万花筒式的职业观反映了个人在工作中的追求、家庭和自我在多个领域达到最佳状态的心理需求是新生代女性员工职业价值观的重要内容。

万花筒项目

万花筒项目是对美国高等教育科技优势的挑战、在大学生选择理工科专业的比例下降和信息技术革命对教学产生影响的背景下，科学教育的改革计划应运而生。万花筒式”这意味着工作的注意力必须关注学生的各个方面学习环境，而不是孤立地看待它；它意味着有意义的改革不是来自孤立的个人的工作，而是必须有许多人的特别参与。万花筒的比喻意味着尽管有许多改革模式，但每种模式都必须适合当地环境。

情绪万花筒

在美国心理学家埃利斯提出的情绪ABC理论中，A指的是诱发事件(Acti-Value added tax event)b指的是个人在遭遇诱发事件后出生的信念(Beliefs)也就是他对这一事件的看法、解释和评价；c指个人成绩在特定情况下的情绪和行为(result)相应地，万花筒原理的关键在于圆柱体中棱镜的作用。a是碎片，B对应于万花筒中相同图案和数量的碎片，但当旋转万花筒时，碎片会重新组合，C将获得新的图案和新的图案。