Сборник " А знаете ли вы? Статьи для детей".
Для младшего школьного возраста.
Видели ли вы, какая красивая бывает радуга после дождя? А кто знает, что такое радуга и откуда она берётся?
Люди с древних времён задумывались над таким красивым и очень необычным явлением природы. Приписывали этому красивому диву множество легенд и поверий. У древних Греков считалось, что радуга- это мост между землёй и небом, по которому ходит посланница богов Ирида,и спускается с небес к людям. В древнем Китае радугу считали небесным драконом, союзом неба и земли. В некоторых мифах Африки радуга - это змея, которая охватывает Землю кольцом. В древних славянских легендах радуга считалась небесным мостом, по которому ангелы спускаются на землю набрать воды из рек, наливают эту воду в облака, которые потом дарят земле дождь.
Позднее люди научились по радуге предугадывать погоду. Если радуга высокая и крутая- будет хорошая погода, а низкая радуга- к плохой погоде.
Так откуда же берется радуга?
Обратите внимание, что радугу можно наблюдать только перед дождем или сразу после него. И только в том случае, если одновременно с дождем сквозь тучки пробивается солнышко. Что при этом происходит? Лучи Солнца проходят через капельки дождя. А каждая такая капелька работает как стеклянная призма. Она разлагает(делит на части) белый свет Солнца на его составляющие - лучи красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цвета. Чтобы легче запомнить название цветов радуги по- порядку, нужно знать маленький стишок- подсказку. Каждый Охотник Желает Знать Где Сидят Фазаны. Первая буква слова соответствует первой букве названия цвета в радуге. Повторим эти цвета: Красный, Оранжевый, Желтый, Зелёный, Голубой, Синий, Фиолетовый. Причем капельки по- разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в разноцветную полосу, которую называют спектром. (рисунок спектра)
Радуга и есть огромный изогнутый спектр. Обычно, мы видим радугу, изогнутую в виде дуги.
Но почему мы видим радугу именно в форме дуги, а не, например, в форме прямой цветной полосы? А всё потому, что форма радуги повторяет форму капелек воды, в которых преломляется (отражается и делится на части) солнечный свет. А капельки воды имеют округлую форму, а не плоскую. Солнечный свет, проходя через каждую капельку, делиться на семь разных цветов. И так как капелек очень и очень много после дождя, то с земли можно наблюдать такое красивое и завораживающее явление, как радуга. А ещё говорят, что если увидеть радугу и загадать желание, оно обязательно сбудется! Особенно, если это желание идёт от чистого сердца!
В далекие времена из-за отсутствия знаний люди объясняли чудеса и красоты природы при помощи мифов и сказок. Тогда у людей не было возможности изучать научные обоснования того, почему пошел дождь, град или прогремел гром. Аналогичным образом люди описывали все неизвестное и далекое, возникновение радуги на небе не исключение. В Древней Индии радуга была луком бога-громовержца Индры, в Древней Греции существовала девственная богиня Ирида с радужным одеянием. Чтобы правильно ответить ребенку, как возникает радуга, для начала следует самому разобраться в этом вопросе.
Научное объяснение радуги
Чаще всего явление возникает во время небольшого мелкого дождя или сразу после его окончания. После него, на небе остаются мельчайшие сгустки тумана. Именно когда тучи рассеиваются и выходит солнце, каждый желающий может наблюдать своими глазами радугу. Если она возникает во время дождя, тогда цветная дуга состоит из мельчайших капель воды разного размера. Под воздействием преломления света, множество мелких водных частиц образуют это явление. Если наблюдать за радугой из высоты птичьего полета, то цветным окажется не дуга, а целый круг.
В физике существует такое понятие как «дисперсия света», название ему дал еще Ньютон. Дисперсия света – это явление, в процессе которого происходит разложения света в спектр. Благодаря нему обычный белый поток света разлагается на несколько цветов воспринимаемых человеческим глазом:
- красный;
- оранжевый;
- желтый;
- зеленый;
- голубой;
- синий;
- фиолетовый.
В понимании человеческого зрения, цветов у радуги всегда семь и каждый из них располагается в определенной последовательности. Однако цвета радуги идут непрерывно, они плавно соединяются между собой, а значит, она имеет намного больше оттенков, чем мы способны увидеть.
Условия для возникновения радуги
Чтобы увидеть радугу на улице должны быть соблюдены два главных условия:
- радуга появляется чаще, если солнце находится низко над горизонтом (закат или восход солнца);
- нужно стоять спиной к солнцу и лицом к проходящему дождю.
Разноцветная дуга появляется не только после или во время дождя, а также:
- поливая при помощи шланга огород;
- во время купания в воде;
- в горах у водопада;
- в городском фонтане в парке.
Если лучи света отражаются от капли одновременно несколько раз, человеку удается увидеть двойную радугу. Она заметна намного реже обычной, вторая радуга заметна намного хуже первой и ее цвет идет в зеркальном отражении, т.е. заканчивается фиолетовым цветом.
Как самому сделать радугу
Чтобы самому сделать радугу человеку понадобиться:
- миска с водой;
- белый лист картона;
- маленькое зеркало.
Эксперимент проводится в солнечную погоду. Для этого в обычную миску с водой опускается зеркальце. Миска располагается так, чтобы солнечный свет попадающий на зеркальце отражался на листе картона. Для этого некоторое время придется менять угол наклона предметов. Поймав наклон можно наслаждаться радугой.
Наиболее быстрый способ самостоятельно сделать радугу – использовать старый CD -диск. Меняйте угол наклона диска под прямыми солнечными лучами и получите четкую яркую радугу.
Радуга всегда привлекала внимание человека своей невероятной красотой и необычностью. Только далеко не все могут объяснить, что она собой представляет, откуда появляется. И правда, как выглядит радуга? Попробуйте описать это интереснейшее явление человеку, который ни разу с ним не сталкивался. Получится? Давайте попробуем вместе.
Как выглядит радуга
Если взять пять разных красок, размашисто нарисовать полукругом полосы одна за другой на голубом небе, то получится нечто, похожее на указанное чудо.
Описывают ее по-разному. Но любой наблюдатель может найти сходные черты явления. Во-первых, она всегда представляет собой кусочек дуги. В лучшем случае - половину кольца, каждый кончик которого упирается в землю. Иногда можно наблюдать лишь кусочек дуги. Это зависит от положения наблюдателя. Древние люди преклонялись перед этим явлением, считали его особым «знамением». Естественно, каждый должен был знать, как выглядит радуга, чтобы не пропустить такого небесного «послания». Да и нынче, чего греха таить, люди с удовольствием любуются этим явлением. Даже говорят, что это знак предстоящей удачи. Радугу сравнивают с «небесным коромыслом», мостом, воротами и так далее. Она возникает «ниоткуда», ни на что не опирается. Ее нельзя потрогать, только восторженно смотреть. Ее значение трактуют однозначно - только в положительном смысле. Ни один народ на Земле не считал эту красоту чем-то греховным или дурным знаком. Чего нельзя сказать об исследовании этого явления.
Из истории
Церковь не приветствовала попытки ученых вникнуть в процессы образования радуги. Она настаивала на том, что Господь создает все физические явления в природе. Примеры этому можно найти в истории XVII века. Так, ученый Доминис, попытавшийся проводить подобные исследования, был отлучен от церкви и посажен под стражу. Приговора инквизиции он не дождался, скончавшись в остроге. Тем не менее, его труп был сожжен (так поступали с еретиками). Такая же участь ждала и других пытливых исследователей. Хотя ход мыслей у них был в целом правильным. Очевидно, рассуждая о том, как выглядит радуга, почему она возникает, они должны были подобраться к основным оптическим законам. Выводы удалось сделать ученому чеху Марку Марця.
Природа белого света
Так бывает, что человек исследует одно небольшое явление, а получает выводы, которые потом будут названы фундаментальными. То есть с маленького эксперимента может начаться переворот в науке. Ныне знаменитого чеха интересовали в природе, примеры которых он наблюдал в повседневной жизни. Только его не устраивали объяснения Церкви по поводу божественности их происхождения. Он проводил простые эксперименты с солнечными лучами. А именно рассматривал лучи, проходящие через граненые стекла. Однажды, возможно случайно, в его руки попал кусок, отдаленно напоминающий призму. Он пропустил сквозь нее тонкий луч в темном помещении. Удивлению его не было предела. В кусок стекла вошел один луч, а вышло целых пять, причем разноцветных! Так была доказана экспериментально сложная структура Позже ее теоретически обосновал Ньютон.
Что происходит в призме и как это связано с появлением радуги?
Когда белый луч заходит в иную среду, то он преломляется. Так как он состоит из разных волн, то каждая из них ведет себя по-своему. При прохождении через плоские поверхности этого нельзя увидеть. А вот в призме, напоминающей пирамидку, белый свет разлагается на спектр. То есть волна определенного цвета преломляется по-своему. На выходе получается уже не белый луч, а радужная полоса. Теперь вспомним, что изучаемое явление появляется во время дождя. Солнечные лучи проходят сквозь капельки, каждая из которых напоминает призму, и разделяются на спектр. А зритель видит в небе радугу. Кажется, что ее нарисовали в воздухе. Волшебство этого явления вряд ли исчезнет, даже если полностью понять механизм его возникновения.
Какие цвета у радуги?
Далеко не все воспринимают это явление одинаково. Это зависит от конкретных условий, даже особенностей сетчатки глаза человека. Но это не значит, что радуги появляются по-разному. Нет, они все одинаковы, просто иногда определенные цвета менее заметны. Иной раз само явление выглядит бледным, а иногда - очень ярким. Просмотрев теорию, можно с точностью сказать, какие цвета у радуги должны быть. Сначала идет красный. Следом за ним проявляется оранжевый. Они могут сливаться в одну полосу для человека с невысокой чувствительностью сетчатки. Потом проявляются желтый и зеленый цвет. Следом - голубой с синим. Они также могут восприниматься одной полосой дуги. Заканчивается она фиолетовым. Такую «идеальную» радугу редко можно наблюдать. Разве что в лабораторных условиях. Есть даже стишок для детей, по которому запоминают цвета радуги. Вот он: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Первые буквы слов аналогичны названию цвета, составляющего это великолепное явление природы.
Можно ли увидеть радугу без дождя?
Если понять, как она образуется, то вопрос покажется весьма странным. Для того чтобы получилась радуга, нужны два условия: солнечный свет и капли воды, разбрызганные в воздухе (на поверхности растений). Когда такое получается? Красивая радуга (фото) может образоваться в водопаде или струях фонтана. При этом все условия соблюдаются. Здесь важно учитывать, что увидеть радугу можно тогда, когда наблюдатель стоит между водяной «взвесью» и солнцем. Так, если есть такая возможность, в погожий день побродите вокруг фонтана. Вы обязательно найдете такой ракурс, когда в воздухе возникнет это великолепное явление. Еще оно иной раз возникает в сильном прибое, когда волны распадаются на множество брызг. Если при этом ярко светит солнце, то можно увидеть разноцветные полосы в воздухе.
Взгляд с небес
Надо понимать, что основные природные явления имеют свои закономерности. Если говорить о радуге, то они достаточно изучены. Так, людей интересовало, почему она выглядит кусочком окружности? Оказывается, это зависит от точки, из которой ее наблюдать. Лучи солнца, преломляясь, попадают в глаза человека. Все они прямые. Если нарисовать их на листе бумаги, то получится именно дуга. А если смотреть на нее сверху, то выглядеть она будет радужным кольцом. Достаточно редко можно увидеть несколько «небесных мостов». Они возникают, когда солнечный свет преломляется не один раз в капельках. Описаны случаи появления на небосводе двух, трех и сразу пяти радуг. Великолепное зрелище!
Иное восприятие радуги
Научное обоснование явления скучно. Оно несопоставимо с теми ощущениями, которые испытывает зритель. Иной раз даже жаль, что все так подробно объяснено наукой. в том числе и этот «знак небес», наполняют зрителей ощущением невероятной радости, необыкновенного чуда. Оно даже описано в Святом Писании. Это был знак от Господа многострадальному праведнику. Когда Ной, спасаясь от потопа, плавал в бурных водах без надежды, но с глубокой верой в душе, ему даровано было знамение. Им стала радуга, появившаяся в небесах после ливня, длившегося сорок суток. Ной понял, что спасен. Именно с той поры, разноцветную дугу стали считать хорошей приметой, знаком от Всевышнего. Говорят, что она появляется только хорошим, праведным людям. А вы сами видели радугу?
Когда я вижу радугу на небе, я всегда радуюсь и шучу про то, что еще поживем. :) Радуга - это сигнал того, что на Земле больше не будет таких масштабных наводнений как Всемирный потоп. По крайней мере, для христианина радуга символизирует именно это.
Как возникла радуга
Иногда кажется, что радуга существовала всегда, однако в Ветхом Завете написано, что радугу сотворил Бог после того, как Всемирный потоп погубил все живое на Земле. Она стала знаком, обещанием семье Ноя и потомкам, всему живому, что больше не будет потопа, истребляющего всякую плоть. Радуга стала символом Завета Бога с человеком.
Для того, чтобы получилась радуга, нужен солнечный свет и капельки воды, именно поэтому радугу можно увидеть:
- после дождя;
- во время тумана;
- на берегу водоема;
- возле фонтана;
- во время полива растений;
- возле водопада.
Что такое радуга с физической точки зрения
Солнечный свет, который нам кажется белым, состоит из световых волн разной длины. Длина волны для каждого цвета разная, от красного цвета (самые длинные волны) до фиолетового - самые короткие. Смешение этих цветов дает белый цвет.
Радуга возникает тогда, когда в каплях воды происходит преломление света. Он преломляется, и человек видит все доступные глазу цвета спектра. Кроме семи известных цветов радуги: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового, есть еще бесчисленное множество оттенков и переходов цвета.
Как отношение к радуге отразилось в языке
Радуга всегда была немного волшебством, сложным и непонятным явлением. В мифологии разных стран есть поверья, связанные с радугой, мифы и легенды. Да и я тоже, будучи современным человеком, знающим природу возникновения радуги, все равно верю, что увидеть ее - хороший знак. Она всегда была символом чего-то доброго, радостного, яркого.
Например, слово «радужный» означает «оптимистичный», «настроенный на успех» - «радужные перспективы», «радужные мечты». Слово «радуга» принято говорить, когда хотят сказать «весь спектр», «вся полнота», например, «радуга чувств», «радуга слов».
Полезно0 Не очень
Комментарии0
В прошлом году с друзьями совершали восхождение на полуостров Святой нос на Байкале. С утра погода была солнечной, днем стало пасмурно. В середине подъема нас застал ливень. Но мы продолжали идти, надеясь на лучшее. И не зря. Солнце вновь выглянуло, и на небе показалась радуга. Мы восприняли это природное явление как вознаграждение за наши усилия и веру в себя.
Почему появляется радуга
Божественная милость, символ изобилия, сияющее коромысло, лестница в мир иной… Как только не называли радугу древние люди. И ведь, действительно, радуга похожа на какое-то сказочное чудо. Настолько она прелестна. Но увы… Это обычное природное явление, и оно имеет научное объяснение.
Световой луч - вот тот волшебник, который иногда превращается в многоликую радугу. Свет состоит из множества разноцветных частиц. Вперемешку они дают нам белый цвет. После дождя в атмосфере остается туман. Солнце под углом 42 градуса натыкается на эти прозрачные сгустки и разлагается на разные цвета. Мы способны различить только семь из них - зеленый, красный, синий, оранжевый, голубой, фиолетовый, желтый. Именно они и предстают перед нашими глазами после дождя. На самом деле в радуге один цвет плавно переходит в другой. Но эти переходные оттенки для человеческого глаза неуловимы. Радуга бывает разная:
Радуга своими руками
Механизм образования радуги прост. Поэтому в качестве научного эксперимента можно сделать ее дома с детьми с помощью шланга с водой. Можно взять специальный шланг с распылителем, либо зажать горлышко и самостоятельно сделать брызги. Направляем брызги к солнцу. И вуаля! В брызгах появляется радуга.
То же самое можно проделать другим способом. Нужно взять прозрачный стакан с водой и поставить его на подоконник. Невдалеке, на полу, положить лист бумаги. Окно необходимо смочить горячей водой. Солнечные лучи, проходя сквозь стакан с водой, будут распадаться на цвета. Таким образом, на бумаге получиться увидеть радугу. Главное в этом деле - правильно настроить положение стакана и бумаги.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Я всегда любила наблюдать за природой и за ее явлениями. Радуга вызывала постоянно у меня восхищение и радость, в то же время оставаясь загадкой. Меня интересовало, как она появляется, почему именно столько цветов в радуге, и почему она дугообразная? Ответы на эти вопросы нашлись и оказались простыми и интересными.
Почему возникает радуга на небе
Луч света состоит из частиц. Эти частицы есть не что иное, как отрезки электромагнитной волны, имеющие разную длину. Они различаются по цвету, однако человек видит их как один луч белого цвета. И когда этот белый свет падает на прозрачную каплю воды, вот тогда уже можно различить несколько разных цветов.
Если лучи света отражаются от капли более двух раз, тогда сразу видно две радуги.
Какие условия необходимы для появления радуги
Для появления радуги необходимы только два фактора - источник света и высокая влажность. А ими в свою очередь могут выступать:
- Небо после дождя.
- Подсвеченные лучами солнца капли тумана.
- Водопады.
- Берег водоема в солнечную погоду.
Радуга видна только в том случае, когда лучи падают на капли не под прямым углом. При этом источник света должен располагаться за спиной наблюдателя.
Какие еще бывают радуги
Помимо широко известной радуги в виде дуги есть еще и другие разновидности этого явления.
Белая радуга (или туманная) появляется в том случае, если слабый туман освещен солнечными лучами. Такое явление возникает редко.
Огненная радуга выглядит, как светящееся кольцо вокруг солнца. Обычно она возникает благодаря тому, что на содержащиеся в облаках белые кристаллы падает мощный яркий свет.
Лунная радуга возникает ночью, и ее трудно различить. Из-за плохой освещенности и особенностей человеческого глаза она кажется белой. В основном эту радугу хорошо видно в полнолуние.
На самом деле радуга - это круг. Просто его нижняя часть скрывается линией горизонта, а мы видим лишь верхнюю.
Радуга - это просто незабываемое явление, на которое хочется смотреть, не отрывая взгляд. И не думать над законами физики, благодаря которым она возникает.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Я, конечно, человек любознательный, но вот желания узнать о том, как появляется радуга , у меня не возникало. До недавнего случая. Я ехала в трамвае и вдруг стала замечать, что другие пассажиры и люди на улице увлеченно смотрят куда-то в небо. Мне же не открывался обзор на объект их внимания, но, когда я вышла из трамвая, увидела самую большую радугу , которую мне только приходилось видеть. Она была такой огромной и такой яркой, и так меня поразила, что тут же возникло желание срочно узнать: «Как такое чудо происходит?» .
Как появляется радуга в природе
Хорошо, что великие умы однажды задались этим вопросом, и теперь не приходиться ломать голову над этой задачей. И мы, в отличие от древних индейцев, уже знаем, что радуга – не дорога, ведущая в мир иной, апростоефизическое явление . Наука объясняет процесс так: радуга – это преломление света и отражение его в каплях воды , которое способствует появлению спектральной дуги.
Мыльный пузырь как наглядное объяснение
Мыльный пузырь . Он прозрачный, как и капля воды. На него упал свет, а точнее - световой луч . В этом луче есть множество цветов , которые нам не видны. Но стоит лучу столкнуться с поверхностью пузыря, он как бы разделится на волны , часть которых оттолкнется от него, а часть проникнет внутрь пузыря. Потом эти обе части встретятся. А дальше произойдет почти жизненная ситуация: если их характеры совпадут, тогда волны усилят друг друга, станут ярче, если не совпадут – ослабнут и поблекнут. Вследствие такого тандема образуются узоры и разноцветные лучи. Вот вам и радуга.
Свет играет таким же образом с каплями в воздухе, и в результате мы видим на небе радугу.
О радуге вне науки
Интересуясь происхождением радуги, я узнала еще кое-что интересное:
- Радуга стала прототипом флага мира , автор которого - Альдо Капитини. Во время войны в Ираке итальянцы вывешивали радужные флаги с балконов, таким образом выражая протест.
- Сначала Исаак Ньютон выделял всего пять цветов радуги. Но позднее, желая провести параллель между цветами спектра и музыкальными нотами, добавил синий и оранжевый.
- Лунный свет тоже может преломляться. Следствие такого процесса – лунная радуга . Свет луны намного слабее солнечного, поэтому человек видит такую радугу в виде белой дуги . Но можно увидеть все её цвета, сделав фото на зеркальный фотоаппарат, применяя длинную выдержку.
- Большинству знакома с детства поговорка: «Каждый охотник желает знать где сидит фазан.», аббревиатура которой помогает не забыть последовательность цветов радуги: красный, оранжевый, желтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.
Но между ними ещё множество переходящих оттенков .
И всё же, когда находишь объяснения таким явлениям, как радуга , хочется их поскорей забыть и продолжить верить в чудо . :)
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Мне всегда нравилась радуга , а позже, в школе и в университете я смогла познакомиться с разделом физики под названием "оптика ", где как раз рассматриваются такие явления, как радуга. Научное название радуги - дисперсия , обозначает разложение луча белого света на спектр (диапазон) цветов, которые мы видим.
Как же появляется радуга
Радуга появляется, когда на капли дождя падает луч света . В этом случае капля является призмой , и белый свет, состоящий из всех цветов радуги, разделяется на них, часть света отражается. Каждый цвет проходит через призму не одинаково. Красный цвет - самая короткая волна, а фиолетовый - самая длинная из видимого спектра. Проходя через границу между воздухом и водой, каждая длина волны света (цвет), меняет свое направление, но по-разному, у каждого свой угол преломления. За счет того, что луч сначала заходит в среду и угол преломления каждого цвета разный, это усиливается тем, что и скорость прохождения через среду у каждого цвета тоже разная. И когда луч выходит из среды и преломляется снова, он уже оказывается 7 разными лучами.
Вот так один луч белого цвета становится семью лучами разных цветов.
Это явление преломления и разделения луча на цвета называется дисперсией .
Радуга бывает первичная , когда свет в капле отражается один раз, и вторичная , когда свет отражается в капле два раза. Во вторичной радуге перевернутый порядок цветов - внешний цвет фиолетовый, а в первичной - красный. Это очень красивое и очень редкое природное явление.
Двойная радуга
В природе существует радуга, состоящая из радуги первого порядка и радуги второго порядка . Между ними есть темная полоса, которая называется полосой Александра, благодаря философу впервые ее описавшему в 200 г. до н.э. - Александру Афродисийскому .
В лабораторных условиях ученым удается получить гораздо большее число радуг - три, четыре и больше. Но вот в природе больше двух радуг еще никто не видел.
Исследователи
Явление радуги интересовало людей с начала времен. Действительно, трудно не заинтересоваться таким зрелищем. С радугой было связано много поверий , и до сих пор, наверное, каждый человек, увидев радугу, чувствует ее, как доброе предзнаменование.
Первыми, кто дал относительно точное объяснение явления радуги был персидский астроном Кутб-ад-дин аш-Ширази (1236-1311). Примерно в то же время объяснение дал немецкий ученый Дитер Фрейбургский . В 1611 году описал свои наблюдения и дал физические объяснения Марк Антоний де Доминис.
И, все же, самое полное объяснение радуги дал Рене Декарт в 1637 году . Позже его дополнил Ньютон в своем трактате "Оптика" , объяснив причины возникновения цветов и появления радуги первого и второго порядков.
В нынешнее время вопрос, как появляется радуга, полностью известен и подтвержден многочисленными опытами. На основании этого явления и исследования других оптических явлений ученые смогли провести немало параллелей и нашли сходные с радугой природные явления , основанные на том же принципе преломления и разделения света.
Проявления дисперсии в природе
- радуга ;
- красный закат - это то же разложение света на спектр за счет различного газового состава атмосферы Земли;
- игра света в бриллиантах наблюдается тоже благодаря дисперсии;
- радуга на мыльных пузырях и пленках нефти ;
- гало (радужное круговое сияние вокруг Солнца или Луны, а также оно бывает вокруг уличных фонарей).
Все эти природные явления мы можем наблюдать при определенных условиях - когда есть источник света и среда для его преломления . Маленькие радуги постоянно присутствуют в нашей жизни - будь то лазерный диск или скошенная сторона зеркала, отражающая радугу.
Опыт
Наглядно увидеть процесс превращения света в радугу можно, проведя простой эксперимент. Нужно взять прозрачную посудину, налить туда воды, и положить на дно зеркало. Расположив лист белой бумаги перпендикулярно столу, нужно посвятить фонариком под углом на зеркало так, чтобы отражение оказалось на листе бумаги. Там вы увидите радугу .
Этот опыт очень полезно провести с детьми, попутно рассказав им о природе этого явления.
Полезно0 Не очень
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность работы
Летом я часто ездила, вместе с родителями, в сад, который находится за городом. Как-то вечером, мы сидели и ужинали на улице, вдруг сгустились тучи, и полил дождь. Мы спрятались под навес и наблюдали за окружающей природой. Запахло мокрой землей, травой, а воздух стал чистый и свежий. И вот дождь стих, кое-где появились на небе голубые просветы, в них проскальзывали солнечные лучи. И вдруг, через весь небосвод перекинулась разноцветная дуга, словно огромные ворота в небе. Да не одна, а две! Мы все очень обрадовались, стали любоваться и фотографировать двойную радугу. Но недолго нас радовала радуга своей красотой.
Радуга - одно из самых красивых явлений природы. Сколько радости приносит она и детям и взрослым. Её появление вызывает положительные эмоции, поднимает настроение людям. У Константина Дмитриевича Ушинского есть басня «Солнце и радуга». «Раз после дождя выглянуло солнышко, и появилась семицветная дуга радуга. Кто ни взглянет на радугу, всяк ею любуется. Загордилась радуга, да и стала хвалиться, что она красивее самого солнца. Услышало эти речи солнышко и говорит: «Ты красива - это, правда, но ведь без меня и радуги не бывает». А радуга только смеется да пуще хвалит себя. Тогда солнышко рассердилось и спряталось за тучу - и радуги как не бывало». Так на самом ли деле появление радуги невозможно без солнца. Почему радуги не бывает, в солнечную погоду без дождя, или в дождливую погоду без солнца.
Сегодня не каждый человек может объяснить появление радуги. Откуда берется радуга? Почему ее цвета появляются в определенном порядке? Почему бывает двойная радуга? Можно ли получить радугу искусственно, например, в домашних условиях? Чтобы ответить на все эти вопросы, я решила провести свое исследование.
Гипотезы исследования:
Радуга появляется в природе только в солнечный и дождливый день;
Можно получить радугу в домашних условиях, используя искусственный источник освещения.
Цель работы:
Узнать причину появления радуги.
Задачи:
Дать определение радуги;
Выяснить условия появления радуги в природе;
Выяснить, сколько цветов у радуги и что такое солнечный спектр;
Узнать, какие бывают радуги;
Попробовать получить радугу в домашних условиях разными способами.
Объект исследования: радуга
Методы исследования :
Изучение специальной литературы и Интернет-источников;
Проведение опытов получения радуги в домашних условиях, с использованием искусственного источника освещения;
Анализ полученных результатов.
2. Теоретический материал
2.1. Что такое радуга?
Существует несколько теорий, объясняющих его происхождение. В соответствии с одной из них, radoga является производным от праславянского корня radъ, значение которого аналогично англосаксонскому rot (радостный, благородный).
Некоторые исследователи языка склонны предполагать, что слово «райдуга», как произносится это слово в ряде диалектов современного русского языка, имеет народную этимологию, образовалось в результате слияния слов «рай» и «дуга». Так же оно звучало в русском языке в 17-18 веках. В таком случае радуга буквально означает «пестрая дуга».
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 дождем.
Я прочитала значение слова «радуга» в различных толковых словарях:
«Радуга - разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях» (Толковый словарь Ожегова). «Радуга - разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается, когда Солнце освещает завесу дождя, расположенную на противоположной от него стороне неба. Объясняется преломлением, отражением и дифракцией света в каплях дождя». (Современный толковый словарь. Астрономический словарь) .
Итак, я выяснила, что радуга - это разноцветная дуга на небосводе, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.
2.2. Причина появления радуги
Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину появления радуги. Он определил, что "радуга - это оптическое явление, а не материальный объект". Аристотель предположил, что радуга возникает в результате необычного отражения лучей солнечного света от облаков.
Явление радуги объяснил преломлением солнечных лучей в каплях дождя в 1267 году Роджер Бэкон.
Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик из Фрайберга, в 1304 г. воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто.
Попытка объяснить радугу как естественное явление природы была сделана в 1611г. 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.
Научное объяснение радуги дал, также, французский философ, математик, механик Рене Декарт в 1637г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. В то время еще не было открыто разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.
Основоположником семицветной радуги был Исаак Ньютон, который раскрыл причину появления радуги.
2.3. Преломление лучей. Спектр
Еще в 1666 году Исаак Ньютон доказал, что обычный белый свет - это смесь лучей разного цвета. «Я затемнил мою комнату, - писал он, - и сделал очень маленькое отверстие в ставне для пропуска солнечного света». На пути солнечного луча ученый поставил особое трехгранное стеклышко - призму. На противоположной стене он увидел разноцветную полоску - спектр. Ньютон объяснил это тем, что призма разложила белый свет на составляющие его цвета. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный.
Радуга - самый знаменитый, всем известный спектр. Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. Каждая капелька дождя исполняет роль крохотной призмы. Солнечные лучи, которые проходят через дождевые капли, как сквозь призмы, преломляются в каплях дождя. В результате разложения лучей света, появляется большой изогнутый спектр - полоса цветных линий и отражается на противоположной стороне неба. Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. А поскольку, их много, то и радуга получается в полнеба.
Проследим путь луча, проходящего через каплю. Преломившись на границе капли, луч входит в каплю и доходит до противоположной границы. Часть луча, преломившись, выходит из капли, часть снова идет внутри капли до очередной границы. Здесь снова часть луча, преломившись, выходит из капли, а некоторая часть идет через каплю и так далее. Каждый белый луч, преломляясь в капле, разлагается в спектр, и из капли выходит пучок расходящихся цветных лучей.
В солнечном спектре различают семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.
2. 4. Цвета радуги
А теперь более подробно о цветах солнечного спектра или радуги. Исследования показали, что человеческий взгляд различает 160 оттенков цветов. Это происходит потому, что нет четкой границы между цветами, один цвет переходит в другой через все оттенки. Основные цвета радуги это красный, желтый и синий. Из них можно получить все иные цвета радуги. Наблюдаемые в радуге цвета чередуются в такой же последовательности, как и в спектре, получаемом при пропускании пучка солнечных лучей через призму. При этом внутренняя (обращенная к поверхности Земли) крайняя область радуги окрашена в фиолетовый цвет, а внешняя крайняя область — в красный.
Иногда в небе видны целых 2, 3, 4 радуги — одна из них очень яркая, вторая — бледнее. Значит, солнечный луч дважды отражается в каплях воды. При этом, у другой радуги, цвета полос располагаются в обратном порядке — верхняя часть дуги имеет фиолетовую окраску, а нижняя — красную. Вторые радуги образуются из-за двойного отражения солнечного света внутри дождевых капель.
Цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. А также множество оттенков между этими цветами, поэтому четкого перехода из одного цвета в другой - нет. Цвета радуги расположены в строгой последовательности. Чтобы лучше запомнить их последовательность люди придумали такую фразу: «К аждый О хотник Ж елает З нать, Г де С идит Ф азан». По первым буквам слов и вспоминают цвета. Наружный край дуги обычно красный, а внутренний - фиолетовый.
Радугу всегда видели по-разному в разные периоды истории и в разных народах. В ней различали и три основных цвета, и четыре, и пять, и сколько угодно. Радужный Змей австралийских аборигенов был шестицветным. Некоторых африканские племена видят в радуге только два цвета — темный и светлый. Так откуда же взялись семь цветов в радуге? Как я сообщила ранее, проанализировать свет додумался только Ньютон. И, сначала, он насчитал пять цветов. В последствие, узрев ещё один цвет (оранжевый), посчитал это богословским наваждением (число 6 для него было дьявольским), стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы. Ньютон прибавил к шести перечисленным цветам спектра ещё один - индиго. Индиго — разновидность фиолетового цвета, среднее между тёмно-синим и фиолетовым. Название произошло от растения индиго, произрастающего в Индии, из которого добывали соответствующий краситель, использовавшийся для окраски одежды. Так Ньютон стал отцом семицветной радуги.
Разделение спектра на семь цветов прижилось, и в английском языке появилась следующая запоминалка — Richard Of York Gave Battle In Vain (In — для синего indigo). А со временем об индиго забыли и цветов стало шесть. Американских детей учат шести основным цветам радуги. Английских (немецких, французских, японских) тоже. Но все еще сложнее. Кроме разницы в количестве цветов существует другая проблема — цвета не те. Японцы, как и англичане, уверены, что в радуге шесть цветов. И с радостью вам их назовут: красный, оранжевый, желтый, голубой, синий и фиолетовый. А куда делся зеленый? Никуда, его в японском языке просто нет. Японцы, переписывая китайские иероглифы, иероглиф зеленого цвета потеряли (в китайском языке он есть). Англичане согласятся с японцами по количеству цветов, но никак по составу. У англичан в языке нет голубого цвета. А раз слова нет — то и цвета нет. Американский оранжевый — это отнюдь не наш оранжевый, а зачастую — скорее красный (в нашем понимании). Кстати в случае цвета прически, наоборот, red — это рыжий цвет.
2.5. Необычные радуги
В ходе исследования я узнала, что на земле бывают разные радуги, но чаще всего наблюдается обыкновенная радуга. Известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или, похоже, выглядят. Рассмотрим, какие бывают радуги.
Лунная (ночная)
Радугу можно увидеть и ночью при свете луны. Лунная радуга (также известная как ночная радуга) — радуга, порождаемая луной. Лунная радуга сравнительно более бледная, чем обычная. Это объясняется тем, что Луна отражает от Солнца меньше света, чем Солнце светит днём. Лунная радуга видна при очень ярком ночном Светиле - Луне. 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! И она тоже будет казаться нам белой. Хотя на самом деле она разноцветная.
Туманная (белая) радуга
Белая или туманная радуга — радуга, представляющая собой широкую блестящую белую дугу. Туманная радуга появляется при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из очень мелких капелек воды. Почему же радуга кажется нам белой? Дело в размере капель, от которых отражаются солнечные лучи. 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. Туманная радуга может появляться и ночью во время тумана, когда на небе яркая луна. Туманная радуга довольно редкое атмосферное явление.
Перевернутая радуга
Перевёрнутая радуга - это явление довольно редкое. В отличие от традиционной радуги, «улыбка на небе» появляется на чистом небосводе, без дождевых туч. Лучи солнца должны освещать под определенным углом тонкую похожую на дымку завесу облаков на высоте 7 - 8 тысяч метров. На подобной высоте перистые облака состоят из крошечных кристаллов льда. Солнечный свет, падая под определённым углом на эти кристаллы, разлагается на спектр и отражается в атмосферу. Перевернутая радуга гораздо ярче обычной радуги, а цвета расположены в обратном порядке, от фиолетового к красному. Но как только порядок из кристаллов нарушается, красочный эффект пропадает, и «улыбка на небе» растворяется.
Двойная радуга
Мы уже знаем, что радуга на небе появляется от того, что лучи солнца проникают сквозь дождевые капли, преломляются и отражаются на другой стороне неба разноцветной дугой. А иногда солнечный луч может соорудить на небе сразу две, три, а то и четыре радуги. Двойная радуга получается, когда световой луч отражается от внутренней поверхности дождевых капель дважды. Первая радуга, внутренняя, всегда ярче второй, внешней, а цвета дуг на второй радуге расположены в зеркальном отражении и менее яркие. Небо между радугами всегда более тёмное, чем другие участки неба. Участок неба между двумя радугами называется полосой Александра. Увидеть двойную радугу - хорошая примета - это к удаче, к исполнению желаний. Так что если вам посчастливилось увидеть двойную радугу, как мне, то поспешите загадать желание, и оно обязательно исполнится.
Зимняя радуга
Самым удивительным является — радуга зимой! Очень это странно и необыкновенно. Трещит мороз, а на бледно-голубом небе, вдруг, появляется радуга. Зимнюю радугу можно наблюдать только зимой, во время сильного мороза, когда холодное Солнце сияет на бледно-голубом небе, а воздух наполнен маленькими кристалликами льда. Солнечные лучи преломляются, проходя сквозь эти кристаллики, как сквозь призму и отражаются в холодном небе разноцветной дугой. Луч солнца проходит через эти кристаллики, преломляется, как в призме, и отражается в небе красивой радугой.
Кольцевая радуга
Как я выше объясняла, радуга сама по себе круглая. Но мы видим лишь её часть в виде дуги. Но при определенных обстоятельствах можно увидеть кольцевую радугу. Это возможно только с большой высоты, например, с самолета.
Округло-горизонтальная или огненная радуга
Округло-горизонтальная или огненная радуга - образуется, когда солнечный свет проходит через легкие перистые облака и возникает только в том случае, 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! Солнечные лучи, проходя сквозь вертикальные грани ледяного кристалла, преломляются и зажигают огненную радугу или округло - горизонтальную дугу, так в науке называется огненная радуга. Огненная радуга относительно редкое и уникальное явление.
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 и желтые волны. Остается самая стойкая - красная дуга.
3. Практическая часть
3.1 Собственные исследования.
Опыты получения радуги в домашних условиях
Я провела несколько опытов получения радуги при искусственном источнике освещения:
Опыт №1: получение радуги в домашних условиях при помощи компакт-диска.
Оборудование: компакт-диск, источник света - фонарик.
Я взяла компакт-диск и «поймав» им свет от фонарика, направила его на стену. Получилась радуга. (Приложение №1, фотографии №1,2)
Опыт №2: получение радуги в домашних условиях при помощи зеркала, воды и фонарика.
Ход опыта:
Наполнила стеклянную ёмкость водой;
Поставила в воду зеркало с наклоном;
Направила свет фонарика на погружённую в воду часть зеркала;
В результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на дверце шкафа возникла радуга (Приложение №1, фотографии №3,4).
Опыт №3 : получение радуги в домашних условиях при помощи стеклянной призмы и фонарика. Опыт разложения света в спектр, при прохождении белого луча света сквозь призму.
Для этого я взяла стеклянный брелок, направила на него белый луч света, полученный от фонарика, и получила изображение радуги на стене. Свет, который казался белым, играл на стене всеми цветами радуги. Эти семицветные, яркие радужные полоски и называют солнечным спектром. Так я повторила опыт Ньютона, но только с искусственным источником света. (Приложение №1, фотографии №5,6)
Вывод : радугу можно получить в домашних условиях даже с помощью искусственного источника света.
Опыт №4: получение белого цвета, вследствие слияния семи цветов спектра, при помощи семицветного диска и дрели.
Если свет состоит из семи цветов, то семь цветов должны дать белый цвет. Я разделила белый круг на 7 частей и раскрасила в цвета радуги. Мы, с моим братом, закрепили на дрели разноцветный круг. Включив дрель, мы увидели, что при вращении разноцветный диск изменил цвет и стал белым (Приложение №1, фотографии № 7,8,9).
Вывод: свет состоит из семи цветов.
Опыт №5: получение радуги при помощи мыльных пузырей.
Я приготовила мыльный раствор и надула мыльный пузырь. На пузыре появилась радуга. Свет, проходя через мыльный пузырь, преломляется и распадается на цвета, в результате появляется радуга. Мыльный пузырь - это призма. (Приложение №1, фотографии № 10,11)
Опыт №6: получение радуги в солнечный день при помощи шланга с водой.
Если солнце ярко светит, есть еще один верный способ сделать радугу. Но для него придется выйти на улицу и взять шланг и подключить его к крану с водой. Теперь остается пережать конец шланга так, чтобы вода при выходе из отверстия шланга мелко распылялась, и направить ее вверх, на солнце. В брызгах воды мы увидим радугу. Радугу можно увидеть около водопадов, фонтанов, на фоне завесы капель, разбрызгиваемых поливальной машиной или полевой поливальной установкой. (Приложение №1, фотография № 12).
Выводы
За время работы над темой: «Как появляется радуга?», я достигла цели моей исследовательской работы. Теперь я знаю причину появления радуги и смогла создать радугу в домашних условиях. Выдвинутая гипотеза, что радуга появляется в природе только в солнечный и дождливый день, оказалась ошибочной. Я выяснила, что радуга может появляться в лунную ночь (без солнца), во время тумана (без дождя), без дождя в солнечный день (перевёрнутая и огненная радуги), а также зимой (без дождя) во время мороза. Конечно, появление радуги в солнечный и дождливый день бывает чаще всего, но не только. Я выяснила, какая существует связь между дождем, солнцем и появлением радуги. Думаю, что я помогла разгадать тайну солнечного луча и дала объяснение радуги, как природного явления. Опытным путём я доказала, что эффект радуги можно получить в домашних условиях и в любое время года. Все выдвинутые задачи выполнены. Теперь я знаю, когда появляется радуга, и как она образуется. Когда вам захочется полюбоваться радугой, надеюсь, что теперь и вы сможете получить радугу домашних условиях. Радуга - удивительное явление природы, можно сказать чудо природы, которое никогда не перестанет нас восхищать.
5. Список литературы
1. И.К. Белкин «Что такое радуга?», Квант. - 1984г. - № 12.
2. В.Л. Булат «Оптические явления в природе» - М.: Просвещение, 1974г.
3. А. Брагин «Обо всем на свете». Серия: Большая детская энциклопедия.
4. Я.Е. Гегузин «Кто творит радугу?» - Квант, 1988г.
5. В.В. Майер, Р. В. Майер «Искусственная радуга». Квант 1988г. - № 6.
6. «Что такое? Кто такой?» - детская энциклопедия, сост. В. С. Шергин, А. И. Юрьев. - М.: АСТ, 2007г.
7. Е. Пермяк «Волшебная радуга», 2008г. Изд.Эксмо
8. Интернет-источники.
Приложение №1
Опыт №1
Фотография №1 Фотография №2
Опыт №2
Фотография №4
Фотография №3
Опыт №3
Фотография №5 Фотография №6
Опыт №4
Фотография №7 Фотография №8 Фотография №9
Опыт№5
Фотография №10 Фотография №11
Опыт №6
