Pierwsi zwiedzający nową wystawę czasową “Barwy” zobaczą 21 kwietnia. Ekspozycja będzie dostępna do 4 grudnia br.
Wystawa “Barwy” składa się z 18 interaktywnych stanowisk, których tematyka nawiązuje do optyki, zjawisk fizycznych odpowiedzialnych za powstawanie barw, a także sposobu ich postrzegania przez obserwatora.
Wystawa to, nie tylko, zbiór tematycznych stanowiska ale też nowatorski sposób zwiedzania, maksymalnie motywujący uczestników do aktywnego korzystania ze stanowisk, które będą dostępne w przestrzeni wystawienniczej na 2. piętrze w głównym budynku Centrum Nowoczesności Młyn Wiedzy.
Poznaj stanowiska dostępne na wystawie:
Budowa. Ekran oświetlany jest trzema reflektorami rzucającymi wąski snop światła w kształcie stożka. Reflektory rzucają światło czerwone, zielone i niebieskie tworząc na ekranie przecinające się kręgi. Środki kręgów tworząc trójkąt równoboczny.
Działanie. Nakładające się obszary oświetlone dwoma sąsiednimi kolorami dają barwy dopełniające, a środkowy obszar na który pada światło wszystkich trzech kolorów RGB jest biały. Wsunięcie dłoni przed ekran w odległości kilkunastu – kilkudziesięciu centymetrów powoduje powstawanie na ekranie kolorowych, przenikających się cieni.
Edukacja. Ponieważ światło każdego z reflektorów pada na ekran z nieco innego kierunku – wsunięty przed ekran przedmiot rzuca nań trzy cienie – po jednym od każdego reflektora. Cień taki nie jest czarny, gdyż na jego obszar pada światło z dwóch pozostałych reflektorów, dając po nałożeniu się jedną z barw dopełniających.
Budowa. Wewnątrz obudowy znajduje się typowy, 32 calowy telewizor LED. Wyświetlany na nim w pętli ciąg kolorowych obrazów można oglądać przez lupę.
Działanie. Za pomocą lupy można zobaczyć pojedyncze piksele, można też zbadać które z nich świecą się w miejscu gdzie ekran ma określoną barwę. Podobny efekt można obserwować na małych ekranach (nawet w telefonach) ale rozmiary pikseli są wówczas mniejsze.
Edukacja. Istotą tego stanowiska jest pokazanie, że bogactwo wyświetlanych przez telewizor kolorów powstaje wyłącznie w wyniku zmieszania światła pochodzącego od diod LED w kolorach czerwonym, zielonym i niebieskim. Specjalnie przygotowane obrazy pozwalają zbadać jakie diody palą się przy określonych kolorach, a jakie są wygaszone lub przygaszone.
Budowa. Wewnątrz sześcianu imitującego dużą kostkę do gry znajdują się rzędy czerwonych, zielonych i niebieskich diod. Z przodu stanowisko wyposażone jest w ściemniacz LED pozwalający na płynną regulację jasności świecenia każdego koloru osobno. Wszystkie otwory w kostce zasłonięte są matówkami z wyjątkiem jednego, przez który zwiedzający może obserwować proces ściemnienia i rozjaśniania światła diod.
Działanie. Światło diod miesza się dzięki matówkom umieszczony wewnątrz nad diodami oraz na ścianach kostki. Dzięki temu barwa otworów w kostce zmienia się płynnie wraz z działaniem ściemniacza.
Edukacja. Płynna zmiana jasności diod pozwala na uzyskanie różnorodnych barw „oczek” kostki. Uczeń może sam próbować uzyskać żądany kolor manipulując ściemniaczem.
Budowa. Wewnątrz obudowy w kształcie graniastosłupa o podstawie sześciokąta foremnego znajdują się trzy obrotowe filtry dichroiczne przepuszczające odpowiednio barwy CMY. Filtry można nasuwać na siebie. Od spodu podświetlane są matówką, w środku której znajduje się pojedyncza, biała dioda. Nad diodą umieszczona jest siatka dyfrakcyjna
Działanie. Nasuwanie na siebie filtr powoduje powstawanie nowych barw, odpowiadających mniej więcej barwom RGB. Środkowa część po nasunięci na nią wszystkich trzech filtrów staje się praktycznie nieprzezroczysta – czarna. Nasuwając nad diodę osobno każdy filtr można dzięki siatce sprawdzić jakie barwy przepuszcza, a jakie odbija.
Edukacja. Odejmowanie barw zwane też syntezą subtraktywną polega na usuwaniu określonych kolorów ze światła białego biegnącego tu spod matówki. Przykładowo przez siatkę widać, że filtr magenta przepuszcza dużo światła czerwonego i nieco niebieskiego, a filtr żółty barwy od czerwonej przez żółtą do zielonej. Po nasunięciu na siebie obu tych filtrów powstaje kolor czerwony, gdyż tylko taki przepuszczają oba filtry.
Budowa. Na podświetlonej matówce ułożone są laminowane zdjęcia wykonane na półprzezroczystym tworzywie. Każde zdjęcie zakłada się z trzech osobnych zdjęć: po jednym w każdym z trzech kolorów CMY.
Działanie. Nasunięcie na siebie zdjęć powoduje, że pojawiają się na nich pełne barwy, których nie widać na pojedynczych zdjęciach. Znajdujące się na brzegach paski pełnego widma oraz różnokolorowe kwadraty pozwalają na analizowanie jaki atrament i w jakim natężeniu jest potrzebny do uzyskania określonego koloru.
Edukacja. Drukowanie na domowej drukarce atramentowej z użyciem specjalnego fotograficznego papieru dale obecnie możliwość otrzymania wysokiej jakości barwnych zdjęć. Wprawdzie większość użytkowników zdaje sobie sprawę z faktu, że wewnątrz są pojemniki z tuszem tylko w trzech kolorach CMY, ale mało kto ma świadomość, że tęczowe barwy powstają w wyniku zwykłego nałożenia na siebie tych barw w odpowiednich proporcjach, a nie w wyniku jakiegoś tajemniczego procesu mieszania atramentów wewnątrz drukarki. Stanowisko niejako „wyciąga” proces mieszania barw na zewnątrz drukarki, umożliwiając jego zbadanie.
Budowa. Stanowisko składa się z nieruchomego filtru oraz dwóch białych lampek, po jednej z każdej strony filtra. Całość uzupełniają ruchome matówki, które można wsuwać przed filtr z obu stron.
Działanie. Filtr można oglądać z obu stron. Padające nań światło jest częściowo odbijane, głównie w zakresie żółtym i czerwonym, a przepuszczane w zielonym i niebieskim. Filtr praktycznie nie pochłania ani nie rozprasza padającego nań światła. Z każdej strony filtr może być oświetlony przez jedną z lampek. Matówki pozwalają na rozproszenie światła przechodzącego lub odbitego od filtra.
Edukacja. Patrząc na filtr oświetlony od strony patrzącego widać, że lampka go oświetlająca ma wyraźnie żółte zabarwienie. Ta sama lampka obserwowana z drugiej strony jest niebieska. Gdy ją zgasimy a zapalimy tę z drugiej strony – barwy niejako zamienią się miejscami, co oznacza, że filtr nie ma jednego koloru z jednej strony, a innego z drugiej, a jego różne barwy wynikają wyłącznie ze sposoby oświetlenia. Gdy zapalimy obie lampki – obie wydają się białe. Potwierdza to hipotezę, że filtr praktycznie nie pochłania światła, albo nie pochłania żadnej barwy w stopniu istotnie większym niż inne. Dzięki temu po nałożeniu na siebie światła przechodzącego od lampki za filtrem i światła odbitego pochodzącego od lampki przed filtrem – powstaje na powrót światło „wyjściowe” czyli białe. Barwy filtra z obu stron są zatem tzw. barwami dopełniającymi.
Budowa. Stanowisko zawiera źródło światła białego, dwa pryzmaty (w ym jedne obrotowy), obrotowe lusterko oraz przezroczystą bryłę w kształcie walca. Obrotowe lusterko pozwala kierować promień na wybrany obszar obrotowego pryzmatu, a ten dalej trafia z walec oraz drugi pryzmat.
Działanie. Promień ulega rozszczepieniu na obrotowym pryzmacie, po czym pozostawia tęczową smugę na podłodze stanowiska oraz na bocznej ściance. Gdy obracając pryzmat trafimy wiązką w pionowy walec – nastąpi dodatkowe załamanie promieni, „rozciągające” otrzymane widmo. Jeżeli przy tym smuga pochodząca z pryzmatu trafi w pełną szerokość walca – załamanie promieni z obu stron nastąpi w przeciwnych kierunkach, powodując częściowe nałożenie się obu widm na siebie.
Edukacja. Stanowisko pozwala na zapoznanie się z załamaniem i rozszczepieniem światła w różnych sytuacjach. W czasie obrotu pryzmatu załamane we wszystkich trzech elementach promienie tworzą prawdziwy taniec kolorów. Dodatkowo nakładanie się widm daje barwy jakich nie ma w tęczy (np. róż). Widać też, że ponowne załamanie światła w drugim pryzmacie nie daje już nowych barw, zmienia jedynie bieg już rozszczepionych promieni.
Budowa. Kolorowe klocki ustawione są pod lampą zmieniającą płynnie barwę padającego na nie światła.
Działanie. W zależności od koloru padającego światła zmieniają się kolory klocków. Zwiedzający obserwując je przez chwilę ma odgadnąć ich „prawdziwe” barwy.
Edukacja. Kolorowe przedmioty pochłaniają niektóre kolory, a te które odbijają decydują o barwie przedmiotu. Jeżeli taki przedmiot oświetlimy tylko takimi kolorami, jakie on pochłania – będzie wydawał się całkiem czarny. Jeżeli zaś wśród oświetlających go promieni brak tylko niektórych barw, jakie on odbija – jego kolor będzie wydawał się inny, niż w świetle białym.
Budowa. Wewnątrz pudełka – drewnianej skrzynki znajduje się specjalny ekran, pokryty maleńkimi kuleczkami – jest ich około pół miliona. Ekran oświetlony jest dwiema lampkami – jedna zapala się po uruchomieniu stanowiska, drugą można włączyć przez przyciśniecie dodatkowego przycisku. Pali się ona tylko tak długo, jak długo ten przycisk jest wciśnięty.
Działanie. Gdy patrzymy na ekran widzimy łuk tęczy jakby zawieszony w powietrzu przed ekranem. Włączenie drugiej lampki powoduje pojawienie się drugiej tęczy, przecinającej się z pierwszą. Łuk tęczy powstaje na takiej samej zasadzie jak w deszczu – rolę kropel wody pełnią przezroczyste kulki.
Edukacja. Tęcza w pudełku stanowi w zasadzie dość wierna imitację prawdziwej tęczy. Pewną mało rzucającą się w oczy różnicą jest kąt między promieniem światła padającego na kulki, a promieniem tęczy wpadającym do oka. W deszczowej tęczy wynosi on ok. 41 stopni, tu około 22 stopni. Druga różnica wynika z bliskości ekranu – przy tak małej odległości obraz tęczy dla każdego oka powstaje w nieco innym miejscu ekranu, dzięki czemu przy patrzeniu obuocznym tęcza wydaje się wisieć w powietrzu przed ekranem. W tęczy deszczowej krople znajdują się tak daleko od nas, że efekt trójwymiarowy jest niezauważalny. Trzecia istotna różnica to fakt, że tu źródło światła – odwrotnie niż w prawdziwej tęczy – znajduje się między nami a tęczą, a nie za nami.
Budowa. Specjalna kaseta zawiera ponad miliom maleńkich szklanych kuleczek, a jej obrót powoduje ich przesypywanie się podobnie jak w klepsydrze. Różnica jest taka, że w klepsydrze przesypują się przez wąski otwór, a tu przez wąską ale stosunkowo długą szczelinę, tworząc imitację „ściany” padającego deszczu. Całość dopełnia zewnętrzna lampka oświetlająca ten „deszcz”.
Działanie. Przy wyłączonym oświetleniu na tle padającego „deszczu” widoczna jest tęcza. Przesypywanie się kulek trwa około 20 sekund, po czym kasetę trzeba obrócić o 180 stopni powodując ponownie działanie stanowiska. Układ wyposażony jest w automatyczną blokadę pozwalającą na obrót tylko we właściwym kierunku. Lampka oświetlająca „deszcz” jest niezabudowana – zwiedzający może ją przesuwać badając wpływ kierunku oświetlania na uzyskany efekt.
Edukacja. Warunkiem powstania tęczy w przyrodzie jest obecność deszczowych chmur oświetlonych promieniami słonecznymi. Często przy tym nie widać całej tęczy, a jedynie jej fragment – co wynika z braku deszczowych chmur w określonej przestrzeni. Podobnie na stanowisku wystawy widać jak stopniowy zanik „deszczu” zmniejsza zakres widoczności tęczy do obszaru w którym on jeszcze „pada”.
Budowa. Stanowisko składa się ze stalowej konstrukcji na której zamontowane jest obrotowe koło z 16 otworami na brzegu. Nad głową zwiedzającego umieszczone są rzutniki rzucające na ekran obraz poprzez otwory w kole.
Działanie. Koło można ręcznie wprawiać w szybki ruch obrotowy. Gdy patrzymy przez otwory w dolnej części wirującego koła widzimy w pełni trójwymiarowy obraz, gdyż koło wyświetla na ekranie obraz dla prawego oka w chwili, gdy tylko prawe oko widzi ekran (lewe jest zasłonięte przez nieprzezroczystą część koła). Ułamek sekundy później lewe oko widzi „swój obraz, a prawe jest zakryte.
Edukacja. Zasada działania tego stanowiska przypomina kina 3D w których wyświetla się na przemian dwa obrazy dla prawego i lewego oka (Obraz na ekranie migocze), a ogląda się go przez okulary, w których na przemian prawy i lewy okular stają się na moment nieprzezroczyste. Szybkość tych zmian musi być synchronizowana radiowo z szybkością wyświetlania obrazu na ekranie. W stanowisku wystawy odbywa się to ze znacznie mniejszą częstotliwością (obraz nie jest idealnie stabilny), ale za to bez elektroniki.
Budowa. Wewnątrz obudowy znajdują się dwie obrotowe tarcze z wieloma małymi otworami, a pod nimi podświetlane obrazy i teksty. Ze stanowiska mogą korzystać jednocześnie dwie osoby. Obie tarcze dają podobny efekt, choć różnią się rozkładem otworów.
Działanie. Patrząc na nieruchome tarcze widzimy świecące małe otworki. Gdy wprawimy tarcze w ruch – możemy obejrzeć zdjęcie lub napis pod tarczą. Obracające się tarcze działają jak skaner – każdy otworek przesuwając się nad zdjęciem „skanuje” jego fragment (pas o szerokości mniej więcej średnicy otworka), kolejne otworki znajdują się w różnych odległościach od środka tarczy, dzięki czemu widać przez nie kolejne „pasy” zdjęcia. Przy odpowiednio dużej prędkości wirowania widać jednocześnie cały obraz.
Rozkład otworów ma wpływ na dynamikę powstającego obrazu – obie tarcze mają inaczej rozmieszczone otwory, a na rysunku po tarczą widać małe kolorowe kółeczka. Patrząc jednym okiem bez ruchu głowy i obracając wolno tarczą można zbadać sposób ułożenia kolejnych „pasów” skanowania i zrozumieć przyczynę różnic obrazu między obiema tarczami.
Edukacja. Oglądanie zdjęć lub czytanie tekstu pod tarczą jest możliwe, gdyż mózg nie kasuje natychmiast otrzymanego fragmentu obrazu, a zanim to zrobi – dostanie brakujące elementy. Im szybciej zatem wiruje tarcza, tym lepiej widać obraz.
Budowa. Wewnątrz obudowy znajduje się rowerowe koło oraz rzutnik wyświetlający obraz, którego ostrość wypada w płaszczyźnie szprych.
Działanie. Obrót koła powoduje, że w płaszczyźnie szprych powstaje jakby wiszący w powietrzu obraz. Przy dużej szybkości wirowania jest on niemal tak dobry, jak na płaskim pełnym ekranie.
Edukacja. Przyczyna widoczności pełnego ekranu jest bardzo podobna do tej, dzięki której widać obraz w stanowisku „Wirujący skaner”. Światło rozproszone na szprychach trafia do oczu, a szybkość ruch szprych zapewnia złożenie przez mózg wąziutkich pasków w pełen obraz.
Budowa. Wewnątrz dużego stalowego bębna znajdują się figurki papugi w różnych fazach lotu. W ścianach bębna są szczeliny przez które można obserwować papugi. Szczelin jest tyle samo ile papug.
Działanie. Wprawienie bębna w ruch obrotowy powoduje, że patrząc przez szczeliny widzimy w danym miejscu kolejne stadia lotu papugi co daje wrażenie ciągłości ruchu. Wysokość szczelin umożliwia spojrzenia na papugę z boku, ale też i na podejrzenie jej „lotu” niejako od spodu.
Edukacja. Pozorny płynny lot papugi wynika z tej samej przyczyny, z której w czasie oglądania filmu widzimy płynny ruch, choć w rzeczywistości oglądamy serię kolejnych ujęć. Dodatkowo fakt, że papuga nie jest widoczna przez szczelinę w całości, a w pewnym sensie „skanowana” powoduje efekt pozornego znacznego powiększenia jest rozmiarów (dokładniej szerokości skrzydeł). W czasie bowiem od skanowania końca jednego skrzydła do chwili skanowania końca drugiego papuga wraz z bębnem przesunie w naszym polu widzenia, co w efekcie powoduje że jest skrzydła jakby się rozciągają.
Budowa. Wewnątrz bębna znajdują się postacie manekina imitujące różne fazy biegu z przeszkodami. Na zewnątrz bębna znajdują się szczeliny, jest ich nieco więcej niż postaci.
Działanie. Wprawienie bębna w ruch obrotowy powoduje, że patrząc przez szczeliny widzimy kolejne stadia biegu, przy czym z uwagi na większą liczbę szczelin kolejne pozycje są niejako „wyświetlane” w nieco innych miejscach (a nie jak w przypadku papugi w tych samych). W efekcie powstaje wrażenie, że postać powoli biegnie w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu samego bębna.
Edukacja. Pozorny płynny bieg postaci wynika z tej samej przyczyny, z której w czasie oglądania filmu widzimy płynny ruch, choć w rzeczywistości oglądamy serię kolejnych ujęć. Jeżeli na tych ujęciach postać nie będzie w tym samym miejscu – powstanie wrażenie jej przemieszczania się. Kierunek przemieszczania zależy od tego której z poprzednio „wyświetlonych” postaci jest bliższa ta nowo wyświetlona. Gdyby szczelin było mniej niż postaci – powstałoby wrażenie biegu „do tyłu”.
Budowa. Stanowisko posiada dwie obrotowe tarcze: jedną czarną z otworami, drugą białą z rysunkiem różowych i niebieskich kropek. Obie tarcze można niezależnie od siebie wprawiać dłonią w ruch. Pod tarczą z otworami znajduje się źródło światła, dzięki czemu tarcza wirując staje się stroboskopem. Częstotliwość błysków takiego stroboskopu można regulować płynnie szybkością obrotów.
Działanie. Oświetlenie tarczy z kropkami światłem stroboskopowym powoduje, iż w zależności od prędkości wirowania obu tarcz kropki zdają się być nieruchome, bądź przesuwają się na tarczy czasem w kierunku niezgodnym z kierunkiem obrotu tarczy. Zmieniając prędkość wirowania każdej z tarcz można sprawdzić jak częstotliwość błysków i obrotu rysunku wpływa na wrażenie wzrokowe.
Edukacja. Układ kropek jest tak dobrany, aby stosunkowo łatwo można było zaobserwować sytuację, w której kropki z jednego okręgu wirują w przeciwną stronę niż kropki z drugiego okręgu. Złudzenie takie jest możliwe wówczas, gdy częstotliwość błysków jest w jednym rzędzie nieco niższa, a w drugim nieco wyższa od liczby kropek, przesuwających się w ciągu sekundy przez dany punkt. Wówczas mózg nie wie, że pozornie przesunięta nieco w przód lub w tył kropka nie jest tą samą, którą wiedział przed chwilą i wydaje nam się, że ta pierwsza kropka przesunęła się nieco, podczas gdy widzimy kolejną, a ta pierwsza znajduje się już znacznie dalej.
Budowa. Stanowisko posiada dwie obrotowe tarcze: jedną czarną z otworami, drugą białą z rysunkiem skrzydeł wiatraka. Obie tarcze można niezależnie od siebie wprawiać dłonią w ruch. Pod tarczą z otworami znajduje się źródło światła, dzięki czemu tarcza wirując staje się stroboskopem. Częstotliwość błysków takiego stroboskopu można regulować płynnie szybkością obrotów.
Działanie. Oświetlenie tarczy z wiatrakiem powoduje, iż w zależności od prędkości wirowania obu tarcz skrzydła wiatraka zdają się być nieruchome, bądź obracają się w kierunku zgodnym lub niezgodnym z kierunkiem obrotu tarczy. Zmieniając prędkość wirowania każdej z tarcz można sprawdzić jak częstotliwość błysków i obrotu rysunku wpływa na wrażenie wzrokowe.
Edukacja. Obrót skrzydeł wiatraka jest złudzeniem wywołanym przez stroboskop. Każdy błysk stroboskopu jest równoważny wyświetleniu klatki filmu. Ponieważ skrzydła wiatraka są identyczne mózg nie wie, które z nich jest które. W zależności od tego, czy skrzydło widziane w kolejnym błysku znajduje się bliżej lewej czy prawej strony skrzydła, jakie było widać w poprzednim błysku – wiatrak wydaje się obracać zgodnie z ruchem wskazówek zegara bądź przeciwnie do tego ruchu.
Budowa. Obrotowa tarcza zawiera tajemnicze napisy – pojedyncze litery, które choć ułożone dość regularnie na obwodzie małego okręgu nie tworzą żadnego sensownego przekazu. Na brzegu tarczy znajdują się dwa kręgi wąskich szczelin, w wewnętrznym jest ich 4, w zewnętrznym 8. Pod szczelinami znajdują się dwie lampki (każda do jednego kręgu), które można osobno zapalać.
Działanie. Zapalenie lampki wewnętrznego kręgu szczelin daje typowy efekt stroboskopowy (pozorne zatrzymanie ruchu tarczy). Lampka zewnętrznego kręgu po zapaleniu jej ujawnia tajemny napis.
Edukacja. Napis na tarczy ma symetrię czterokrotną, czyli nakłada się sam na siebie po obrocie o 90 stopni. Gdy błyski stroboskopowe są wywołane przez lampkę umieszczoną pod wewnętrznym kręgiem – tarcza obraca się w czasie między sąsiednimi błyskami również o 90 stopni. Dzięki temu wirujące i zupełnie przez to nieczytelne litery wydają się nieruchome i może je odczytać. Zapalenie lampki zewnętrznego kręgu powoduje, że błyski są dwa razy częstsze i na dotychczasowy obraz nakłada się obraz tarczy obróconej o 45 stopni ujawniając tym samym tajemny napis.