XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Как появляется радуга?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Солнце вешнее с дождем
Строят радугу вдвоем –
Семицветный полукруг
Из семи широких дуг.
Нет у солнца и дождя
Ни единого гвоздя,
А построили в два счета
Поднебесные ворота!
С. Маршак
Каждый человек хотя бы раз в жизни любовался природным чудом – радугой. Наблюдатели наверное, замечали, что радуга, как правило, появляется после дождя.
Я много раз видел радугу, и всегда это явление приводило меня в восторг. В этом году, летом, я видел, как после дождя на небе появилась радуга, и я задумался, что же такое радуга? И мне захотелось узнать, как же она появляется.
Радуга — одно из самых красивых явлений природы, и люди уже давно задумывались над ее природой. Ещё Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину радуги. Мы задались целью выяснить, отчего же бывает радуга, какова её история исследования, провести свое исследование, узнать как можно больше о радуге.
Актуальность и цели.
Актуальность этой темы, по моему мнению, в том чтобы все узнали, откуда берется это красивое явление природы. Ведь если нарушится хоть одно звено в природе, то мы ни когда не увидим этой красоты. Когда мы видим радугу, то сразу наступает такой всплеск эмоций, хоть это явление не так часто, но в памяти остаётся надолго. Вообще удивительно, казалось бы свет и вода - что тут такого? А получается такая вот красота...
Цель исследования.
Узнать, что же такое радуга? Определить, как и почему она появляется? Провести свои исследования можно ли получить радугу в домашних условия?
1.3. Задачи исследования:
- узнать, что такое радуга, как и почему она появляется;
- проверить, есть ли возможность получить радугу в домашних условиях и можно ли получить радугу, заменив солнечные лучи искусственным источником света;
1.4. Объект исследования – природное явление радуга.
Предмет исследования – происхождение радуги.
1.5. Основные методы: изучение литературы, энциклопедий, интернет-сайтов по вопросу возникновения радуги, наблюдение, домашний эксперимент.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Что такое радуга?
Радуга – это великолепное красочное явление, издавна поражало воображение людей. Глядя на радугу, хочется верить в чудеса и волшебство.
Радуга – это атмосферное, оптическое и метеорологическое явление, которое наблюдается при освещении Солнцем множества водяных капелек во время дождя или тумана, или после дождя. В результате преломления солнечных лучей в каплях воды во время дождя на небе появляется разноцветная дуга.Радуга так же возникает и в отражённых лучах Солнца от водной поверхности морских заливов, озёр, водопадов или больших рек.
Появление радуги в небе означает, что вскоре наступит хорошая погода и ненастью пришел конец. Её появление для людей означало «радужные» перспективы на будущее.
Люди давно задумывались над природой этого красивейшего явления природы. Человечество связало радугу с множеством поверий и легенд. В древнегреческой мифологии, например, радуга – это дорога между небом и землей, 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. Славяне полагали, что радуга пьет воду из рек, озер и других водоемов, а потом проливает ее в виде дождя на землю.
Как появляется радуга?
Как же появляется такая красивая, да еще цветная картина в воздухе? Ответ на этот вопрос я искал в энциклопедиях.
Увидеть радугу можно, только если солнце и дождевая завеса расположены на противоположных частях неба, а вы стоите спиной к солнцу. Дело в том, что обычный солнечный свет, который мы видим как белый или бесцветный, на самом деле состоит из разных цветов. Это в 1666 году доказал Исаак Ньютон. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их как белый свет. Но когда на их пути встречается дождевая капля (она по форме близка к призме), и солнечный свет проходит через стеклянную призму или через каплю, составляющие его разноцветные лучи изменяют свое направление, отклоняются на неодинаковые углы - расходятся в виде веера (преломляются) (рис.1). Причем каждый цвет преломляется по-разному - меньше всего отклоняется от своего первоначального направления красный, а больше всего - фиолетовый. Именно поэтому наружный край дуги обычно красный, а внутренний – фиолетовый. Посередине располагаются остальные цвета - оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий. Рисунок. Приложение 1.
Рисунок 1. Преломление света через призму и свет, преломленной капелькой воды
Цветные полосы отличаются по яркости, но их последовательность всегда одинаково - у каждого цвета свое строго закрепленное за ним место. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной. Последовательность цветов в радуге легко запомнить, если выучить фразу: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». В этой фразе первая буква каждого слова - такая же, как и первая буква названия цвета! Каждый (Красный) Охотник (Оранжевый) Желает (Желтый) Знать (Зеленый) Где (Голубой) Сидит (Синий) Фазан (Фиолетовый).
Чтобы убедиться в том, что белый цвет состоит из семи цветов, я провел такой опыт. Раскрасил круг в семь цветов радуги, прикрепил его к волчку и раскрутил. Я увидел, как при вращении, разноцветный диск “превратился” в белый. Почему? Это процесс «собирания» цветов. Белый цвет — хранитель всех красок на земле! Это смесь всех красок на земле.
Радуга, которая возникает после дождя или в брызгах фонтанов – это первичная радуга. Выше первой в небе возникает вторая, менее яркая дуга. В ней цветные полосы располагаются в обратном порядке. Очень редко, но все-таки случается, когда на небе можно одновременно видеть и три радуги.
Если смотреть на радугу с земли, она будет казаться дугой. Если на радугу посмотреть с высоты, например с самолета, она будет казаться кругом.
Чтобы увидеть радугу должен быть соблюден целый ритуал: мало того, чтобы солнце осветило дождь, оно должно находиться низко над горизонтом, а наблюдатель должен стоять строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед вами).
Если солнце высоко в небе, радугу увидеть невозможно (т.к. солнце, глаза и центр радуги должны находиться на одной прямой). Поэтому радугу можно видеть чаще всего утром или вечером.
Радуга появляется в солнечную погоду после дождя, когда солнечные лучи проходят сквозь дождевые капли.
2.3. Получение радуги в домашних условия.
Чтобы доказать, что радугу можно получить в домашних условиях, мы провели несколько опытов.
Опыт первый
Оборудование: прозрачная призма.
Я рассматривал сквозь призму предметы белого цвета, они выглядели цветными. С помощью призмы я получил изображение радуги на стене.
Для этого я «поймал» призмой солнечный луч. Таким образом, получил радугу в «домашних» условиях Исаак Ньютон. Приложение 1 (рис.1,2).
Этот опыт легко повторить и с искусственным источником света - настольной лампой Приложение 2. (рис.3). Но при искусственном источнике света радуга получается не яркой.
Опыт второй
Оборудование: мыльный раствор, полая трубка.
Я надул мыльный пузырь. Повернул его так, чтобы на поверхность падали солнечные лучи. Тонкие мыльные пленки на поверхности пузыря постоянно двигаются и преломляют свет. Шар «заиграл» всеми цветами радуги. Приложение 3.
Опыт у меня получился. Он очень прост в исполнении.
Опыт третий
Оборудование: Мне понадобился компакт диск, фонарик и гладкая поверхность (стена). Направляю луч фонарика на диск. На стене появляется радуга! Приложение 4.
ВЫВОД: радугу можно получить в домашних условиях даже с помощью искусственного источника света.
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
При работе над данной темой, я понял, что радуга является одним из самых красивейших явлений природы. Я узнал много нового о радуге: откуда берётся радуга, какова её история исследования, почерпнул научные сведения о физике радуги. Собирая материал, я познакомился с радугой как с удивительным явлением природы.
По результатам своей работы я могу сделать следующие выводы. Радугу можно получить в домашних условиях и в любое время года любоваться этим красивым явлением, которое всё ещё хранит много загадок. Вместо солнечного луча может быть использован искусственный источник света.
Цель — узнать о радуге и попробовать получить её в домашних условиях — была мною достигнута. Результаты, которые я получил при исследовании радуги, должны быть интересны и полезны моим одноклассникам.
4.ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Преломление света через призму и свет, преломленной капелькой воды.
Приложение 2. Преломление света сквозь призму.
Приложение 3. Преломление солнечного света сквозь мыльный пузырь.
Приложение 4. Преломление искусственного источника света через диск.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Григорьев Д. В Гостях у физики, Санкт-Петербург Амфора, 2015.
Новая детская энциклопедия, Москва РОСМЕН, 2011.
Детская энциклопедия «Наука», Москва РОСМЕН, 1996.
Я знаю все. Большая иллюстрированная энциклопедия интеллекта, Москва, 2014.
Трифонов Е.Д. Ещё раз о радуге. — Соросовский образовательный журнал, — 2000, — т. 6, — № 7.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Радуга
http://vse-sekrety.ru/929-pochemu-poyavlyaetsya-raduga.html
Семейный архив.