Что такое радуга? Почему появляется радуга Сообщение на тему природные явления радуга.

Ответ известен: это разноцветная полоса в форме дуги, которая иногда появляется на фоне неба. Радуга – явление одновременно оптическое, атмосферное и погодное. Оно возникает, когда воздух насыщен мельчайшими каплями воды и сквозь них проходит свет.


Случается это после или во время дождя, тумана или в ясную погоду возле бурлящей реки, фонтана, поливальной машины.

Почему радуга цветная?

Радуга состоит из лучей света. Откуда берётся их разноцветность? Мы-то видим свет белым. На самом деле солнечный свет состоит из частиц, которые колеблются с разной частотой. Её наш мозг (благодаря глазам) и различает как цвета. К примеру, лучи с высокой частотой колебаний мы воспринимаем как красные, с низкой – фиолетовые. В общем потоке лучи разных частот перемешаны, и свет кажется белым.

Когда он проходит через капли воды, висящие в воздухе, он меняет направление – преломляется. Причём, разные его лучи преломляются под разными углами: красные под небольшим, а, скажем, фиолетовые – под большим углом. И на выходе из капель «белый» свет распадается на спектр – лучи с разной окраской. Их мы и видим как радугу.

Похожая картинка получается, когда переливается разными цветами плёнка бензина на луже или мыльный пузырь.

Отчего радуга после дождя видна не всегда?

Чтобы родилась видимая радуга, нужно, чтобы поток света был достаточно сильным. В пасмурную погоду радуги не увидать.


При этом свет должен быть перед глазами, а не позади головы. Обычно одни люди видят радугу, а другие – одновременно с первыми – её не видят. Почему? Если солнце спиной, то вы будете видеть свет до того, как он прошёл через капли и заиграл спектром.

Когда солнце стоит слишком высоко, то его лучи после преломления не попадают в глаза. Чем выше солнце – тем дуга радуги меньше. Поэтому радугу не видно в полдень, а чаще её наблюдают в утренние часы или под вечер.

Зато когда вы поднимаетесь (к примеру, по лестнице), всё больше и больше световых лучей попадает в глаза, и радуга растёт. А пассажиры летящего авилайнера видят в иллюминаторы не радужную дугу, а полный круг!

Сколько в радуге цветов?

Не надо улыбаться – вопрос не так глуп, как кажется.

Конечно, мы привыкли, что цветов этих семь, но это дань традиции. Она идёт от Исаака Ньютона. В опытах он показал, откуда берётся спектр. Великий учёный насчитал в радуге пять цветов – красный, желтый, зелёный, голубой и фиолетовый. Однако цифра ему не очень понравилась.

Магическим числом считалась семёрка (семь дней недели, семь чудес света, седьмое небо, семь смертных грехов и т.д.). «Присмотревшись» к радуге, Ньютон добавил спектру два оттенка – оранжевый и индиго (сине-фиолетовый), и цветов стало семь.


А вот древние русичи были уверены, что в ней лишь четыре цвета — червеный, синий, зелёный и багряный. Японцам радуга видится шестицветной – у них зелёный считается разновидностью синего. Короче, у разных народов число радужных цветов колеблется от девяти до двух (светлого и тёмного).

Спрашивать, сколько их «на самом деле», смысла нет – цвета спектра незаметно переходят друг в друга и условно разделять его можно на сколько угодно полос.

Как запомнить порядок цветов в радуге?

Ну, это совсем легко. Мы их помним по первым буквам слов в нехитрой фразе: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан» (красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). Есть и современный вариант: «Каждый оформитель желает знать, где скачать «Фотошоп».

У англичан фраза про «фазана» выглядит покороче: Run off you girls – boys in view («бегите, девчонки – мальчишки появились»).

Есть вариант посерьёзней: Richard of York gave battle in vain («Ричард Йоркский дал бой напрасно»). Обратите внимание на набор цветов: red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet – англичане сохранили «индиго»! Что поделаешь, в их языке голубой и синий цвета обозначаются одинаково.

Как получить радугу дома?

Увидеть полноценную радугу от пола до потолка вам не удастся. Но всё же…

1. Возьмите CD-диск, поставьте под солнечный свет и меняйте угол наклона. Так нетрудно получить на диске яркие радужные пятна, полосы или круг по его краю.


2. В солнечный день поставьте миску с водой на подоконник или столик у окна. На дно её положите зеркало. Взяв в руку , двигайте его и зеркало так, чтобы на бумагу попал поток лучей, отражённый зеркалом. Свет от него, проходя слой воды, будет разлагаться на спектр. На бумаге появится кусочек радуги.

Всем нам неоднократно приходилось видеть такое удивительное и завораживающее явление природы - радугу. Как же она возникает, за счет чего на небе появляется огромная семицветная дуга? Рассмотрим подробнее суть радуги как атмосферного и природного явления.

Что такое радуга как природное явление?

Радуга - одно из красивейших природных явлений, которое принято наблюдать после дождя. Радуга видна после дождя, потому что солнце освещает множество водяных капель в атмосферном слое Земли. По форме радуга представляет собой полуокружность или дугу, составленную из семи цветов спектра - разноцветной полосы. Чем выше точка наблюдения радуги, тем она полнее и насыщеннее: например, с высоты самолета можно увидеть даже полную окружность, которую описывает радуга. Есть одна природная закономерность: когда вы наблюдаете радужную дугу, солнце всегда расположено за вашей спиной.

Как и почему возникает радуга?

Радуга - это в первую очередь физическое явление, в основе которого лежит взаимодействие света и воды. Солнечный свет преломляется и отражается каплями воды, которые парят в атмосфере. Капли по-разному отражают или отклоняют от себя свет. Наблюдатель, который стоит спиной к солнцу (источник света), видит перед собой разноцветное свечение. Это ничто иное, как белый свет, разлагающийся на спектр из семи цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Но следует отметить, что у радуги, как у многих физических явлений, есть особенность: семь цветов - ничто иное, как оптический обман, на самом же деле спектр непрерывен, а его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Цвета радуги

Цветовая гамма радуги знакома едва ли не каждому благодаря детской считалке "Каждый охотник желает знать, где сидит фазан". Принято говорить о семи спектральных цветах: красном, оранжевом, желтом, зеленом, голубом, синем и фиолетовом. Однако количество воспринимаемых глазом цветов зависит также от культуры конкретного народа и эпохи. Давайте рассмотрим, как разные народы видели радужные цвета.

• Для русского народа радуга - дуга из семи цветов.
• Для британцев и американцев радуга - это шесть цветов, поскольку голубой и синий в английском - один и тот же цвет.
• У австралийских аборигенов радуга соотносилась с шестью символическими змеями.
• Некоторые африканские племена выделяют лишь два радужных цвета, вернее сказать, оттенка - светлый и темный.
• Великий древнегреческий философ Аристотель выделял лишь три основных цвета: красный, фиолетовый и зеленый, а их комбинации, по его мнению, давали остальные цвета.

Также вам могут быть интересны следующие статьи.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение 3

Глава 1. Литературный анализ по теме исследования 5

1.1. Исторический аспект изучения темы 5

1.2. Основные понятия изучаемой проблемы 6

1.3. Характеристика видов радуги 9

Глава 2. Экспериментальная часть 11

2.1. Методика экспериментальной работы 11

2.2. Результаты экспериментальной работы 14

Заключение 17

Список литературы 18

Приложение 1. 19

Приложение 2. 21

Приложение 3. 22

Приложение 4. 26

Приложение 5. 28

Введение

Актуальность.

Наверное, нет человека, который не любовался бы радугой. Это великолепное красочное явление на небосводе издавна привлекало всеобщее внимание. Её считали доброй предвестницей, приписывали ей магические свойства. Все знают, что волшебными свойствами радуга может обладать лишь в сказках, а в действительности радуга - это оптическое явление, связанное с преломлением световых лучей на многочисленных капельках дождя. Однако не все знают, как именно образуется радуга. Когда и как её можно увидеть? Можно ли экспериментально исследовать радугу? Как получить искусственную радугу? Ответы на эти и многие другие вопросы даются в этой работе.

Объект исследования: природное явление - радуга.

Предмет исследования: способы получения радуги.

Я выдвинула следующую гипотезу: используя разные лабораторные установки, можно получить искусственную радугу и исследовать ее физические свойства в лабораторных условиях.

Цель моего исследования: выявить физические свойства радуги и экспериментально апробировать способы её получения в лабораторных условиях.

Поставленную цель я достигала, решая задачи:

собрать информацию о способах получения, свойствах и видах радуги;

сконструировать лабораторные установки для получения радуги и апробировать их в домашних условиях;

проанализировать теоретические и практические результаты своей работы.

Этапы исследования:

собрать информацию о видах и свойствах радуги (спросить у родителей, прочитать в книге, найти в Интернете);

подобрать экспериментальные работы по получению искусственной радуги;

сконструировать лабораторные установки для получения искусственной радуги;

провести эксперимент;

сравнить теоретический и практический результат по получению искусственной радуги;

оформить научно-исследовательскую работу;

подготовить доклад и презентацию к защите работы.

Методы и приемы: наблюдение, эксперимент, анализ.

Глава 1. Литературный анализ по теме исследования

1. 1. Исторический аспект изучения темы

В русских летописях радуга называется «райской дугой» или сокращенно «райдуга». В Древней Греции радугу олицетворяла богиня Ирида («Ирида» означает «радуга»). По представлениям древних греков, радуга соединяет небо и землю, и Ирида была посредницей между богами и людьми. Радуга физическое явление. 8

Радуга всегда связывается с дождем. Она может появиться и перед дождем, и во время дождя, и после него, в зависимости от того, как перемещается облако, дающее ливневые осадки.

Первая попытка объяснить радугу как естественное явление природы была сделана в 1611 г. архиепископом Антонио Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни. Антонио Доминис умер в тюрьме, не дождавшись казни, но его тело и рукописи были сожжены. 8

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. В то время еще не была открыта дисперсия — разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.

Спустя 30 лет Исаак Ньютон, открывший дисперсию белого света при преломлении, дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в каплях дождя. 3

Несмотря на то, что теория радуги Декарта — Ньютона создана более 300 лет назад, она правильно объясняет основные особенности радуги: положение главных дуг, их угловые размеры, расположение цветов в радугах различных порядков.

1. 1. Основные понятия изучаемой проблемы

Обычная радуга — это цветная дуга угловым радиусом 42°, видимая на фоне завесы ливневого дождя или полос падения дождя, часто не достигающих поверхности Земли. Радуга видна в стороне небосвода, противоположной Солнцу, и обязательно при Солнце, не закрытом облаками. Центром радуги является точка, диаметрально противоположная Солнцу, — антисолярная точка. Внешняя дуга радуги красная, за нею идет оранжевая, желтая, зеленая дуги и т. д., кончая внутренней фиолетовой. 2

Дело в том, что более или менее сферическая капля, освещенная параллельным пучком лучей солнечного света, может образовать радугу только в виде круга.

Сколько же лучей радуги в пучке света, падающего на каплю? Их много, по существу, они образуют целый цилиндр. Геометрическое место точек их падения на каплю это целая окружность.

В результате прохождения через каплю и преломления в ней цилиндр белых лучей преобразуется в серию цветных воронок, вставленных одна в другую. Наружная воронка красная, в нее вставлена оранжевая, желтая, далее идет зеленая и т. д., кончая внутренней фиолетовой. 4

Размер и форма капель и их влияние на вид радуги

Вид радуги — ширина дуг, расположение и яркость цветовых тонов, положение дополнительных дуг очень сильно зависят от размера капель дождя. По виду радуги можно приближенно оценить размеры капель дождя, образовавших эту радугу. Чем крупнее капли дождя, тем радуга получается уже и ярче. Особенно характерным для крупных капель является наличие насыщенного красного цвета в основной радуге. Чем капли мельче, тем радуга становится более широкой и блеклой, с оранжевым или желтым краем. Дополнительные дуги дальше отстоят и друг от друга и от основных радуг. 8

Вид радуги зависит и от формы капель. При падении в воздухе крупные капли сплющиваются, теряют свою сферичность. Вертикальное сечение таких капель приближается к эллипсу.

Можно ли видеть целый круг радуги? С поверхности Земли можно наблюдать радугу в лучшем случае в виде половины круга, когда Солнце находится на горизонте. Когда Солнце поднимается, радуга уходит под горизонт. С самолета или с вертолета можно наблюдать радугу в виде целого круга. 8

Расчеты по формулам дифракционной теории, выполненные для капель разного размера, показали, что весь вид радуги — ширина дуг, наличие, расположение и яркость отдельных цветовых тонов, положение дополнитель-ных дуг очень сильно зависят от размера капель дождя. Приведем основные характеристики внешнего вида радуги для капель разных радиусов. 5

Радиус капель 0,5 —1 мм. Наружный край основной радуги яркий, темно-красный, за ним идет светло-красный и далее чередуются все цвета радуги. Особенно яркими кажутся фиолетовый и зеленый. Дополнительных дуг много (до пяти), в них чередуются фиолетово-розовые тона с зелеными. Дополнительные дуги непосредственно примыкают к основным радугам.

Радиус капель 0,25 мм. Красный край радуги стал слабее. Остальные цвета видны по-прежнему. Несколько фиолетово-розовых дополнительных дуг сменяются зелеными.

Радиус капель 0,10 —0,15 мм. Красного цвета в основной радуге больше нет. Наружный край радуги оранжевый. В остальном радуга хорошо развита. Дополнительные дуги становятся все более желтыми. Между ними и между основной радугой и первой дополнительной появились просветы.

Радиус капель 0,04 —0,05 мм. Радуга стала заметно шире и бледнее. Наружный край ее бледно-желтый. Самым ярким является фиолетовый цвет. Первая дополнительная дуга отделена от основной радуги довольно широким промежутком, цвет ее белесый, чуть зеленоватый и беловато-фиолетовый.

Радиус капель 0,03 мм. Основная радуга еще более широкая с очень слабо окрашенным чуть желтоватым краем, содержит отдельные белые полосы.

Радиус капель 0,025 мм и менее. Радуга стала совсем белой. Она при-мерно в два раза шире обычной радуги и имеет вид блестящей белой полосы. Внутри нее могут быть дополнительные окрашенные дуги, сначала бледно-голубые или зеленые, затем белесовато-красные. 1

Таким образом, по виду радуги можно приближенно оценить размеры капель дождя, образовавших эту радугу. В целом, чем крупнее капли дождя, тем радуга получается уже и ярче, особенно характерным для крупных капель является наличие насыщенного красного цвета в основной радуге. Многочисленные дополнительные дуги также имеют яркие тона и непо-средственно, без промежутков, примыкают к основным радугам. Чем капли мельче, тем радуга становится более широкой и блеклой с оранжевым или желтым краем. Дополнительные дуги дальше отстоят и друг от друга и от основных радуг.

Вид радуги зависит и от формы капель. При падении в воздухе крупные капли сплющиваются, теряют свою сферичность. Вертикальное сечение таких капель приближается к элипсу. Расчеты показали, что минимальное отклонение красных лучей при прохождении через сплющенные капли радиусом 0,5 мм составляет 140°. Поэтому угловой размер красной дуги будет не 42°, а только 40°. Для более крупных капель, например радиу-сом 1,0 мм, минимальное отклонение красных лучей составит 149°, а крас-ная дуга радуги будет иметь размер 31°, вместо 42°. Таким образом, чем сильнее сплющивание капель, тем меньше радиус образуемой ими радуги. 7

1. 1. Характеристика видов радуги

Бывают ли радуги без дождя или без полос падения дождя? Бывают — в лаборатории. Искусственные радуги создавались в результате преломления света в одной подвешенной капельке дистиллированной воды, воды с сиропом или прозрачного масла. Размеры капель варьировались от 1,5 до 4,5 мм. Тяжелые капли вытягивались под действием силы тяжести, и их сечение представляло собою эллипс. При освещении капельки лучом гелий-неонового лазера появлялись не только первая и вторая радуги, но и необычайно яркие третья и четвертая, с центром вокруг источника света (в данном случае лазера). Иногда удавалось получать даже пятую и шестую радуги. Эти радуги, как первая и вторая, снова были в стороне, противоположной источнику. Правда, эти радуги были одноцветными, красными, так как образованы не белым источником света, а монохроматическим красным лучом. 8

Туманная радуга

В природе встречаются белые радуги. Они появляются при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из капелек радиусом 0,025 мм или менее. Их называют туманными радугами. Кроме основной радуги в виде блестящей белой дуги с едва заметным желтоватым краем наблюдаются иногда окрашенные дополнительные дуги: очень слабая голубая или зеленая дуга, а затем белесовато-красная.

Аналогичного вида белую радугу можно увидеть, когда луч прожектора, расположенного сзади вас, освещает интенсивную дымку или слабый туман перед вами. Даже уличный фонарь может создать, хотя и очень слабую, белую радугу, видимую на темном фоне ночного неба. 6

Лунные радуги

Аналогично солнечным могут возникнуть и лунные радуги. Они более слабые и появляются при полной Луне. Лунные радуги явление более редкое, чем солнечные. Для их возникновения необходимо сочетание двух условий: полная Луна, не закрытая облаками, и выпадение ливневого дождя или полос его падения (не достигающих Земли).

Радуги, образованные лунными лучами, не радужные и выглядят как светлые, совершенно белые дуги. Отсутствие красного цвета у лунных радуг даже при крупных каплях дождя объясняется низким уровнем освещения ночью, при котором полностью теряется чувствительность глаза к лучам красного цвета. Остальные цветные лучи радуги также теряют в значительной степени свой цветовой тон из-за неокрашенности ночного зрения человека. 8

Глава 2. Экспериментальная часть 2.1. Методика экспериментальной работы

Для получения радуги в лабораторных условиях существует множество способов и методик, мы в своей работе использовали следующие:

Опыт 1. Радуга в тазике.

Оборудование и материалы: стеклянная ёмкость; вода; зеркало.

Ход работы:

Солнечным днём наполни большую стеклянную ёмкость водой. Затем опусти в воду зеркало. Подвигай это зеркало и найди такое его положение, при котором на стенках комнаты образуется радуга. Можешь зафиксировать положение зеркала.Дай воде успокоиться для того, чтобы радуга получилась более отчетливой, а потом нарисуй или сфотографируй радугу так, как ты ее увидел.

Оборудование и материалы: стеклянная ёмкость; вода; зеркало; белый лист бумаги; фонарик.

Ход работы:

Солнечным днём наполни большую стеклянную ёмкость водой. Затем опусти в воду зеркало. Подвигай это зеркало и найди такое его положение, при котором на стенках комнаты образуется радуга. Можешь зафиксировать положение зеркала.Дай воде успокоиться для того, чтобы радуга получилась более отчетливо. Дополнительно поставить перед тазиком с водой и зеркалом лист белой бумаги, направите свет фонарика на погруженную в воду часть зеркала, радуга появится на листе бумаги. Потом нарисуй или сфотографируй радугу так, как ты ее увидел.

Опыт 3. Радуга в коробке.

Оборудование и материалы: картонная коробка; канцелярский нож; компакт-диск типа CD-R; пластмассовая трубка; клей; фонарик; свечка; люминесцентная лампа.

Ход работы:

Возьмите большую картонную коробку. В ее боковой стенке прорежьте вертикальную щель высотой в несколько сантиметров и шириной от 3 до 5 миллиметров. Она будет придавать потоку света форму тонкой полоски, простирающейся в вертикальной плоскости. На противоположной стенке коробки поместить чистый компакт-диск типа CD-R.

Теперь в боковой стенке коробки прорежьте отверстие под трубку для наблюдения спектра. Несмотря на то, что трубка имеет круглое сечение, отверстие должно быть овальным, чтобы ее можно было поворачивать в горизонтальной плоскости.

Вставьте трубку в отверстие. Направьте щель на источник света. Загляните в трубку, и, поворачивая ее, найдите спектр и рассмотрите его.

Попробуйте пронаблюдать с помощью спектроскопа спектры различных источников света: солнца, лампы накаливания, люминесцентной лампы, свечи, светодиодов разных цветов.

Спектры, полученные при помощи спектроскопа, можно фотографировать веб-камерой или цифровым фотоаппаратом.

Оборудование и материалы: лист фанеры, нож, фонарь, лист белой бумаги, компакт-диск, карандаши, фотоаппарат.

Ход работы:

Возьмите лист фанеры, пластмассы или другого легкообрабатываемого непрозрачного материала. Его размеры должны быть примерно 300 на 300 миллиметров, толщина не критична. Прорежьте в его середине прямую щель длиной около 100 и шириной порядка 4 миллиметров.

Расположите лист вертикально. Сделайте для него подставку, чтобы его не требовалось держать в руках, ведь вам придется удерживать в них еще два предмета, затемните помещение.

Включите точечный источник света с непрерывным спектром. Это может быть, например, карманный фонарик на основе лампочки накаливания. Расположите его примерно в 500 миллиметрах от щели.

С противоположной стороны щели разместите под углом в 90 градусов лист обычной бумаги. Закрепите его.

Возьмите обычный компакт-диск (темный, например, RW, не подойдет). Расположите его между щелью и листом бумаги так, чтобы на него проецировался спектр.

Удерживая фонарик и диск, попросите помощника сфотографировать получившуюся радугу.

Держите фонарик и диск так, чтобы спектр не сдвигался. Обратите внимание на то, что к сдвигу диска он заметно чувствительнее, чем к сдвигу фонарика.

Затем попросите помощника взять цветные карандаши или фломастера. Пусть помощник обведет спектр карандашами или фломастерами тех цветов, которые соответствуют проецируемым.

Снимите получившийся лист, после чего отключите фонарь и разберите установку. Включите свет в помещении. Сравните получившиеся фотографию и рисунок между собой.

Ответьте на вопрос, почему цвета в любом спектре всегда расположены в одинаковом порядке?

Опыт 5. Радужный фонтан.

Оборудование и материалы: консервная банка, ножницы, электрическая лампочка, вода.

Ход работы:

В высокой консервной банке на высоте 5 см от дна надо просверлить круглое отверстие диаметром 5 - 6 мм. Электрическую лампочку с патроном надо аккуратно обернуть целлофановой бумагой и расположить ее напротив отверстия. В банку надо налить воды. Открыв отверстие, получим струю, которая будет освещена изнутри. В темной комнате она ярко светится и опят выглядит очень эффектно.

2.2. Результаты экспериментальной работы

Мы с мамой и папой дома проделали опыты, описанные в пункте 2.1. Результаты, полученные в ходе экспериментальной части работы можно описать следующим образом:

Опыт 1. Радуга в тазике.

Наполнили стеклянную чашку водой. Затем опустили в воду зеркало и осветили его фонариком. Подвигали зеркало, и нашли такое положение, при котором на стенках комнаты образовалась радуга. Когда вода успокоилась, радуга получилась более отчетливой.

Наблюдения:

Мы получили вид радуги, отражающийся на зеркале (приложение 1). Пучок света, отражённый зеркалом на выходе из воды, преломляется. Цвета, составляющие белый цвет, имеют разные углы преломления, поэтому они падают в разные точки и становятся видимыми.

Опыт 2. Радуга на белом листе.

Все осталось из опыта 1, только дополнительно поставили перед чашкой с водой лист белой бумаги, направили свет фонарика на зеркало, радуга появится на листе бумаги.

Наблюдения:

Нам удалось поймать зеркалом лучик, который подарил нам вот такую радугу... (приложение 2).

Опыт 3. Радуга в коробке.

Мы взяли большую картонную коробку. В ее боковой стенке прорезали вертикальную щель, на противоположной стенке коробки поместили чистый компакт-диск. В боковой стенке коробки прорезали отверстие под трубку для наблюдения спектра.

Вставили трубку в отверстие. Направили источник света на щель. Заглянули в трубку, и, поворачивая ее, нашли спектр.

Мы сфотографировали спектры, полученные при помощи домашнего спектроскопа, и сравнили их.

Наблюдения:

Освещая диск разными источниками света(фонариком, лампой накаливания) мы получили спектры одинакового состава, что видно на фотографиях (приложение 3).

Опыт 4. Изучение расположения цветов в радуге.

Из листа фанеры мы сделали подставку. В середине одной стороны прорезали прямую щель. Расположили лист белой бумаги вертикально. Затемнили помещение. Компакт-диск разместили между щелью и листом бумаги так, чтобы на него падали лучи света. Карманным фонариком осветили щель.

Наблюдения:

На листе бумаги появляется радуга (приложение 4), цвета в любом спектре всегда расположены в одинаковом порядке.

Опыт 5. Радужный фонтан.

В высокой консервной банке папа просверлил круглое отверстие. В банку мы налили воды. Электрическую лампочку с патроном аккуратно расположили напротив отверстия. В темной комнате открыли отверстие.

Наблюдения:

Получили струю, которая освещена изнутри, она ярко светится. На пути струи подставили палец, и вода разбрызгивалась в виде фонтан, у которого выбрасываемые струи освещаются изнутри (приложение 5).

Заключение

Выполнив эту работу, я убедилась, как много удивительного, поучительного, полезного для практики может заключаться, в хорошо знакомом явлении преломлении света.

В ходе своего исследования я сформулировала следующие выводы :

Для получения радуги в лабораторных условиях существует множество способов и методик.

В экспериментальной части приведено описание нескольких установок, с помощью которых искусственная радуга была получена в домашних условиях.

Полученные результаты при исследовании радуги могут быть интересны и полезны как для стороннего наблюдателя, так и для школьников.

В заключении необходимо отметить, что радуга - очень интересное явление, изучение которого требует больших усилий и является очень познавательным, а практическая ценность работы состоит в том, что полученные материалы могут быть использованы учителями начальных классов при проведении уроков и занятий по ознакомлению с окружающим миром.

Список литературы

«Большая Энциклопедия Кирилла и Мефодия».

Белкин И.К. Что такое радуга? - «Квант» 1984, № 12, С. 20.

Булат В.Л. Оптические явления в природе. М.: Просвещение, 1974 г., 143 с.

Гегузин Я.Е. «Кто творит радугу?» - «Квант» 1988г., № 6, С. 46.

Зверева С.В. В мире солнечного света. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988.

Майер В.В., Майер Р.В. «Искусственная радуга» - «Квант» 1988 г., № 6, С.48.

Тарасов Л.В. Физика в природе. - М.: Просвещение, 1988.

http://www.allbest.ru

Приложение 1.

Фотографии результатов опыта 1

Рисунок 1. Подготовка оборудования к работе.

Рисунок 2. Устанавливаем зеркало в тарелку с водой.

Рисунок 3. Общий вид радуги на стене.

Рисунок 4. Увеличенное отражение радуги.

Приложение 2.

Фотографии результатов опыта 2

Рисунок 5. Отражение радуги на листе бумаги.

Рисунок 6. Вид радуги на листе белой бумаги.

Приложение 3.

Фотографии результатов опыта 3

Рисунок 7. Подготовка спектроскопа из картонной коробки.

Рисунок 8. Подготовка спектроскопа из картонной коробки.

Рисунок 9. Освещение диска с помощью фонарика.

Рисунок 10. Наблюдаем за появлением радуги в коробке.

Рисунок 11. Сектор радуги, который мы получили при освещении фонариком со светодиодными лампами.

Рисунок 12. Сектор радуги, который мы получили при освещении фонариком со светодиодными лампами.

Рисунок 13. Сектор радуги, который мы получили при освещении лампой накаливания.

Рисунок 14. Сектор радуги, который мы получили при освещении лампой накаливания.

Приложение 4.

Фотографии результатов опыта 4

Рисунок 15. Макет из фанеры.

Рисунок 16. Компакт-диск, с помощью которого будет преломляться свет.

Рисунок 17. Радуга на листе бумаги (А и Б).

Приложение 5.

Фотографии результатов опыта 5

Рисунок 18. Установка для получения радужного фонтана.

Рисунок 19. Наливаем воды в установку для получения радужного фонтана.

Рисунок 20. Открываем отверстие и получаем радужную струю.

Рисунок 21. Получение радужного фонтана.

Анкудинова Валерия

Скачать:

Предварительный просмотр:

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Верхнедубровская средняя общеобразовательная школа»

Чудесное явление природы – радуга-дуга

реферат

Исполнитель: Анкудинова Валерия, ученица 3в класса,

Руководитель: Малых Е.И., учитель начальных классов первой кв. категории

Верхнее Дуброво, 2013

Введение

Радуга – одно из самых красивых природных явлений. Как-то раз я услышала сказку, и в ней говорилось, что в месте, где заканчивается радуга, находятся сокровища. Многие пытались их найти, но всё безрезультатно.

Среди ярчайших явлений природы радуга одно из самых красивых. Какое из природных явлений может сравниться по красоте с радугой? Возможно полярное сияние, вот только его видели совсем не много человек. Пройдет гроза, и на небе вспыхивает радуга. Иногда можно увидеть сразу две радуги. Вторая, как правило, значительно бледнее первой, а цвета в ней идут в обратном порядке. Она настолько красивая, что ее воспевают во многих песнях, описывают в литературе, складывают о ней легенды. Многие люди, также как и я с нетерпением ждут дождя, чтобы полюбоваться радугой.

Взрослые не так воспринимают радугу, как дети. Для детей радуга – это волшебство, а для взрослых – это воспоминания о детстве и радости.

Тогда я решила узнать всю историю происхождения радуги.

Какое же это разноцветное чудо природы? Как образуется радуга? А можно ли наблюдать эту красоту дома? Какие еще существуют радуги?

Эти вопросы заинтересовали меня. А эта тема стала мне интересна потому, что не многие знают, как образуется радуга. Чтобы ответить на все возникшие вопросы, я решила провести исследовательскую работу.

Исследуя эту загадку природы, я смогу дать точный ответ на поставленные мною вопросы.

Цель моей работы: узнать причину появления радуги.

Поставленные мною задачи :

1. Узнать, кто раскрасил радугу.
2. Узнать историю изучения радуги.

Объектом исследования является природное явление радуга.

Предмет исследования – понятие «радуга» как природное явление.

Что такое радуга?

Есть несколько версий того, откуда произошло слово радуга. Самое распространенное, что слово «радуга» произошло от "райдуга", что в переводе с украинского языка означает «пестрая дуга».

Для того, чтобы узнать причину возникновения радуги, я начала с изучения литературы. В толковых словарях даны понятия радуги:

• Радуга – это разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.
• Радуга - это атмосферное явление, наблюдаемое во время или после дождя.

Радуга - одно из самых красивых явлений природы, и люди уже давно задумывались над ее природой. Даже Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину радуги.

Я узнала, что радугу можно увидеть около водопадов, фонтанов, разбрызгиваемых поливальной машиной. У фонтанов и водопадов случалось видеть две и более дуг. Можно самому создать завесу капель из ручного пульверизатора и, встав спиною к солнцу, увидеть радугу, созданную собственными руками. Поливая растения в саду в яркий солнечный день, в брызгах воды тоже можно увидеть маленькую радугу.

Как появляется радуга?

После жаркого душного дня сгустились тучи, и полил дождь. Когда он прекратился, над горизонтом засверкало заходящее солнце. И в это время под тёмной уходящей тучей, словно гигантская дуга, изогнутая к земле, появилась радуга: семь чистых цветов, незаметно переходящих один в другой – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Почему в воздухе возникло такое чудо? А причина этому – солнечный свет, как будто бы белый, а на самом деле состоящий из семи цветов. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их, как белый свет. Но вот на их пути встретилась дождевая капля. А капля по форме близка к призме – геометрической фигуре.

Когда луч солнечного света проходит через стеклянную призму или через каплю, составляющие его лучи отклоняются на неодинаковые углы. Меньше всего отклоняются лучи красного цвета, больше всего – фиолетового. Белый луч распадается на составные лучи, и на стене за призмой появляется красивый разноцветный зайчик, а на небе – радуга.

Наружный край изогнутой полосы радуги обычно оказывается красным. За ним следуют к внутреннему краю другие цвета радужного спектра, вплоть до синего и фиолетового.

Иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую радугу вокруг первой. Это вторичная радуга, в которой свет отражается в капле два раза. Во вторичной радуге перевёрнутый порядок цветов: снаружи находится фиолетовый, а внутри – красный.

Радуга появляется только во время ливня, когда идёт дождь, и одновременно светит солнце. Находиться необходимо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождём (он должен быть перед тобой). Иначе радуги не увидеть!

Солнце посылает свои лучи, которые, попадая на капельки дождя, создают спектр. Солнце, ваши глаза и центр радуги должны находиться на одной линии.

Если солнце высоко в небе, провести такую прямую линию невозможно. Вот почему радугу можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру. Утренняя радуга означает, что солнце находится на востоке, а дождь идёт на западе. При послеобеденной радуге солнце расположено на западе, а дождь – на востоке.

Чтобы запомнить последовательность цветов в радуге, люди придумали специальные простые фразы. В них первые буквы соответствуют первым буквам названий цветов:

1. К ак о днажды Ж ак- з вонарь г оловой с ломал ф онарь.
2. К рот о вце, ж ирафу, з айке г олубые с шил ф уфайки.
3. К аждый о хотник ж елает з нать, г де с идит ф азан.

Какие бывают радуги?

В ходе исследования я узнала, что на земле бывают разные радуги.

Радуга бывает с одной, с двумя дугами. Мало кому известно, но существует и ночная радуга. Ночью, когда заканчивается дождь, радуга может возникнуть и в результате действия лучей, отражаемых луной. Несомненно, она не такая яркая, как днем, но видно ее замечательно. В зимнее время радуга возникает очень редко, но по своей красочности и живописности она отличается от всех остальных.

Красная…

Красная радуга появляется в небе только на закате и является последним аккордом радуги обыкновенной. Иногда она бывает чрезвычайно яркой и остается видна даже через 5-10 минут после захода солнца. При закате лучи проходят сквозь воздух более длинный путь, а так как показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), то красный свет меньше отклоняется при преломлении. Когда Солнце опускается за горизонт, радуга сначала теряет самые короткие – фиолетовые- волны. Они рассеиваются сразу. Потом исчезают синие, голубые, зеленые, желтые … Остается самая стойкая – красная дуга..

Белая…

Почему же радуга кажется нам белой? Дело в размере капель, от которых отражаются солнечные лучи. Белая радуга появляется в туманную погоду. Размеры частичек тумана настолько малы, что отдельные цветные полосы, на которые распадается при преломлении солнечный луч, расходятся в стороны не широким разноцветным веером, а едва-едва раскрывшимся. Краски как бы налагаются друг на друга, и глаз уже не различает цветов, а видит лишь бесцветную светлую дугу-белую радугу.

Лунная…

Ночью, когда высоко в темном, обязательно темном, небе висит полная, обязательно полная, луна и при этом напротив луны идет дождь, может посчастливиться увидеть ночную радугу! Условий для ее появления достаточно много, поэтому мы видим лунную радугу мы редко. Редко, но можно! И она тоже будет казаться нам белой. Хотя на самом деле вполне разноцветная.

Дело в том, что наше зрение устроено так, что при слабом освещении наиболее чувствительные рецепторы глаза – «палочки»- почти не работают, вот лунная радуга и выглядит белесой.

Огненная…

Огненная радуга – один из самых редких атмосферных феноменов. Она образуется из-за прохождения света через легкие перистые облака и возникает только тогда, когда солнце находится очень высоко в небе…

Получается, что загадочный небесный «огонь» рождается изо льда! Ведь перистые облака расположены очень высоко над землей, где в любое время года очень холодно, а потому и состоят они из плоских ледяных кристалликов!

К сожалению, такое, мягко говоря, совпадение – шестиугольные кристаллы, перистые облака и высоко стоящее солнце – случается не часто. Потому-то огненная радуга относительно редкое и уникальное явление.

«Смайлик» в небе перевернутая радуга (иначе ее называют околозенитной) является разновидностью огненной радуги и встречается еще реже. Дополнительно к условиям появления огненной радуги для ее появления радужного смайлика в небе необходимо, чтобы центр ее дуги находился в точке зенита, расположенном выше Солнца приблизительно на 46°. околозенитная радуга очень яркая, с обратным расположением цветов спектра: фиолетовый наверху, красный внизу.

Исследование Ньютона

Интересно, а пытался ли кто-нибудь в истории человечества познать природу радуги?

Ответ на этот вопрос я нашла в Интернете.

Первая попытка объяснить радугу была сделана в 1611 г. архиепископом Антонио де Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни.

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. Но он еще не знал о разложении белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.
Спустя 30 лет Исаак Ньютон объяснил, как преломляются цветные лучи в каплях дождя. По образному выражению американского ученого А. Фразера, сделавшего ряд интересных исследований радуги уже в наше время, «Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил ее всеми красками спектра». Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, по традиции в нем выделяют 7 цветов. Считают, что первым выбрал число 7 Исаак Ньютон, для которого число 7 имело специальное символическое значение. Причём первоначально он различал только пять цветов - красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый.

Несмотря на то, что теория радуги Декарта–Ньютона создана более 300 лет назад, она правильно объясняет основные особенности радуги, в том числе расположение цветов.

Итак, мы выяснили, что радуга круглая. Кроме того, она многослойная. Проходя через каплю, белый солнечный луч превращается в серию цветных воронок, вставленных одна в другую, обращенных к наблюдателю. Наружная воронка красная, в нее вставлена оранжевая, желтая, далее идет зеленая и т. д., внутренняя - фиолетовая.

Легенды народов мира

Люди давно задумывались над природой этого красивейшего явления. Человечество связало радугу с множеством поверий и легенд.

В древнегреческой мифологии, например, радуга – это дорога между небом и землёй, по которой ходила посланница между миром богов и миром людей Ирида.

В Китае считали, что радуга – это небесный дракон, союз Неба и Земли.

В славянских мифах и легендах радугу считали волшебным небесным мостом, перекинутым с неба на землю, дорогой, по которой ангелы сходят с небес набирать воду из рек. Эту воду они наливают в облака, и оттуда она падает живительным дождём.

Суеверные люди считали, что радуга является дурным знаком. Они считали, что души умерших переходят в потусторонний мир по радуге, и, если появлялась радуга, это означало чью-то близкую кончину.

Радуга также фигурирует во многих народных приметах, связанных с предсказанием погоды. Например, радуга высокая и крутая предвещает хорошую погоду, а низкая и пологая – плохую.

Заключение

Выполнив эту работу, я убедилась, что радуга - хорошо известное оптическое явление в атмосфере; наблюдается, когда солнце освещает пелену падающего дождя и наблюдатель находится между солнцем и дождём. Радуга наблюдается не только на пелене дождя. В меньших масштабах ее можно увидеть на каплях воды у водопадов, фонтанов и в морском прибое. При этом в качестве источника света могут служить не только Солнце и Луна, но и прожектор.

Интересно расположение цветов в радуге. Оно всегда постоянно. Красный цвет главной радуги расположен на ее верхнем крае, фиолетовый – на нижнем. Между этими крайними цветами следуют друг за другом остальные цвета в такой же последовательности, как в солнечном спектре. В принципе в радуге никогда не бывают представлены все цвета спектра. Чаще всего в ней отсутствуют или слабо выражены синий, темно-синий и насыщенный чисто красный цвета. С увеличением размеров капель дождя происходит сужение цветных полос радуги, сами же цвета становятся более насыщенными.

При этом узнала, как благодаря Ньютону были разрушены вековые представления о происхождении цветов.

Литература

1.Ожегов С.И. и Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка. 4-е издание., дополненное. – М.: ООО «А ТЕМП», 2008.

2.Травина И.В. 365 рассказов о планете Земля/Науч.-поп.издание для детей. – М.:ЗАО «РОСМЕН-ПРЕСС», 2007.

3.Энциклопедия для любознательных «Где, что и когда?» ЗАО Компания «Махаон» - М.: 2007.

Анна Лифанова
Что такое радуга? Конспект познавательного занятия для детей старшего дошкольного возраста

Цель. Развитие аналитико-синтетических способностей ребенка.

Задачи :

познакомить детей со свойством света превращаться в радужный спектр ;

Расширять представления о смешении цветов, составляющих белый цвет.

Материал и оборудование : Презентация с репродукциями картин художников с изображением радуги , литровая миска с водой, бутылочка светлого лака для ногтей.

Ход занятия:

Воспитатель : Послушайте, ребята,стихотворение :

Радуга

Радуга в небе весеннем висела,

Весело с неба на землю смотрела.

Радостно мы улыбались в ответ :

- Радуга – радуга , цвет – пересвет.

Радуга в небе недолго висела,

С неба на землю недолго смотрела :

Растаяла …

Что же на память она всем

Оставила?

Красные маки,

Желтый песок

Зеленый зажегся

На ветке листок.

Жук фиолетовый

Греет бока

Синяя плещет

Река в берега.

Оранжевым солнцем

Согреты леса

А у скворца

Голубые … глаза. В. Степанов

Воспитатель : Ребята, посмотрите на репродукции знаменитых художников. Что вы видите на всех этих картинах?

Дети : радугу

Воспитатель : А кто-нибудь знает, что такое радуга и как она появляется?

Дети отвечают, что она появляется после дождя, когда светит солнышко.

Воспитатель : Радуга – одно из красивейших явлений природы.

А вы, ребята, видели когда-нибудь радугу ?

На что она похожа?

Воспитатель выслушивает ответы детей : На коромысло, на дугу, на мост и др.

Воспитатель : Человек еще с древних времен задумывался над природой происхождения радуги и связывал появление на небе разноцветной дуги с множеством поверий и легенд. Одни считали, что радуга – это небесный мост , с которого на землю спускались боги или ангелы, другие говорили, что это дорога между небом и землёй или с ворота в другой потусторонний мир.

На самом же деле, радуга – это атмосферное явление, которое наблюдается при освещении Солнцем множества водяных капелек во время дождя или тумана, или после дождя. Когда солнечные лучики преломляются в каплях воды во время дождя, на небе появляется разноцветная дуга.

А давайте вспомним, сколько цветов имеет радуга и какие ?

Дети : 7 цветов, перечисляем цвета,вспоминая известный стишок : «Каждый охотник желает знать, где сидит его фазан» .

Воспитатель : Сейчас мы попробуем создать свою радугу

Опыт «Радужная пленка »

Поставить миску с водой на стол, чтобы на нее не падали прямые лучи света. Подержать над миской кисточку из пузырька с лаком, пока капля лака не упадет в воду. Наблюдать за поверхностью воды. Подвигать головой, чтобы посмотреть на воду с разных точек. Что мы увидели?

На разлившемся по воде тонком слое лака видны радужные переливы . Лак образует тонкую пленку на поверхности воды. Когда на поверхность этой пленки падает свет, каждый его луч частично отражается от нее. Другая часть луча достигает нижней поверхности пленки и тоже отражается от нее. Отражения лучей складываются друг с другом, и мы можем видеть переливы радужных тонов .

Физкультминутка :

В небе радуга висит в воздухе "нарисовать" радугу

Детвору веселит. потянуться вверх и помахать кистями рук

С нее, как с горки, опустить руки вниз

Едут Егорка, петух,

Кот, свинья и я. загибать пальцы на руке

Воспитатель : Сейчас мы поиграем с красками. Будем смешивать краски, чтобы нарисовать радугу .

К - красный

О - оранжевый

Ж - желтый

З – зеленый

Г – голубой

С – синий

Ф – фиолетовый

У нас с вами есть только 4 цвета : красный, желтый, синий, белый.

Как же нам нарисовать радугу ?

Дети предлагают свои варианты смешения красок.

Воспитатель : Давайте проверим ваши ответы. Красный у нас есть, оранжевый = красный + желтый, желтый - есть, зеленый = синий + желтый, голубой = синий + белый, синий есть, фиолетовый = синий + красный.

Я предлагаю каждому нарисовать свою радугу , только не перепутать расположение цветов.

И в конце занятия , мы опять поиграем с мыльными пузырями. Выпустив пузыри, внимательно посмотрите на них. У каждого пузыря есть радужная оболочка , которая также включает все цвета.