XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Кто раскрашивает радугу?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ефременко М.И. 1

---

1МБОУ "Лицей №34"

Климова Т.С. 1

---

1МБОУ "Лицей №34"

Работа в формате PDF

746.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Каждый день мы узнаем то, что нам нужно, чтобы получить хорошую оценку или чтобы просто сделать свою работу. Нас окружают предметы, люди и явления, которые нам понятны и к которым мы привыкли. А что, если понятное и привычное совсем не то, каким мы привыкли его видеть. Актуальность моей работы в том, что познание мира, окружающего нас, помогает людям удивляться всему происходящему вокруг, замечать мелочи, которые раньше не замечали, но с которыми наша жизнь станет увлекательным приключением, наполненным потрясающими открытиями. Также, данная работа является первым моим научным трудом, и сам процесс изучения и анализа этой темы станет хорошим началом для моих дальнейших исследований, ведь возможно именно я стану великим ученым?!

Цель моего исследования - узнать, как радуга становится разноцветной. Задачами исследования являются:

1.Рассмотреть, что такое радуга.

2.Изучить, почему радуга появляется и исчезает в небе.

3.Выяснить, как и почему радуга становится разноцветной.

4.Узнать количество цветов радуги.

5.Создать свою радугу с помощью эксперимента в домашних условиях.

Гипотеза моей работы в том, что заменив солнечные лучи искусственным источником света, можно получить радугу.

Объектом моего исследования является радуга, предметом - окрас радуги, количество цветов радуги. Результатом моей работы станет раскрытие тайны волшебного окраса радуги. Свое исследование я проводил с помощью следующих методов:

1.Метод изучения и обобщения информации.

2.Эксперементальный метод.

2.Радуга: что я о ней узнал.

2.1. Научное определение радуги.

Радуга - это атмосферное явление.¹ Землю окружает воздушная оболочка, которая называется атмосферой. Атмосфера состоит из различных газов, в том числе кислорода. Кислород нужен нам для жизни, ведь из кислорода состоит воздух, которым мы дышим. В верхних частях атмосферы кислород превращается в озон, защищающий нас от опасной части солнечного излучения (рис.1).

Рис.1.Атмосфера- щит земли.

Таким образом, атмосфера является еще и защитой от вредного воздействия солнца и космоса.² То есть атмосфера- это невидимый щит, в котором и живет радуга. Радужные переливы в небе- это результат преломления лучей света в воздухе, в котором есть достаточное количество капелек воды.

Поговорив с мамой и освежив свои воспоминания, я пришел к выводу, что радугу я видел только летом или весной после дождя. Дождь, капельки дождя - это необходимое условие для рождения радуги. Также можно наблюдать радугу возле фонтанов и иных водоемов, и даже ночью при свете Луны. Зимой радугу можно увидеть крайне редко, потому что капли воды замерзают и выпадают на землю в виде осадков. Соответственно, в воздухе остаётся недостаточно влаги для формирования этого явления.

Итак, чтобы увидеть радугу нужно (рис.2):

1.Солнце (пасмурная погода для радуги не подойдет).

2.Капли воды в воздухе (после дождя, возле большого фонтана и т.д.)

3. Человек должен стоять между дождем и солнцем (лицом к дождю, спиной к солнцу).

Рис.2. «Как разглядеть радугу».

2.2.Первые знания и представления людей о радуге.

Знания о радуге не всегда были научными, в давние времена радуга представлялась людям чем- то волшебным и магическим. Существовали мифы и легенды о том, что радуга- это волшебный небесный мост, по которому на землю с небес ходят ангелы за водой. В мифологии также радуга считалась мостом от неба до земли, по которой спускались боги к людям (рис.3).

Рис.3. «Радуга- мост»

На Руси волшебные свойства радуги использовали для изменения пола ребенка. Считалось, что если беременная женщина пройдет через радугу, то пол ребенка изменится. Красота радуги- это действительно волшебство. Но поскольку я намерен добраться до научных фактов о радуге, то продолжу ее изучение.

Изучением радуги люди начали заниматься давно. Древнегреческий философ Александр Афродисийский впервые описал радугу еще в 200 году нашей эры. Он сделал вывод, что иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую, радугу вокруг первой. Это вторичная радуга, которая образована светом, отражённым в каплях два раза. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов — снаружи находится фиолетовый, а внутри красный. Небо между двумя радугами обычно заметно более тёмное, и эту область называют полосой Александра, в честь философа (рис.4).

Рис.4 «Вторичная радуга».

Первую теорию радуги сформулировал в 1637 году французский философ и математик Рене Декарт. Первым из ученых, кто описал все цвета радуги, которые мы знаем сегодня, был Исаак Ньютон. Первоначально, Исаак Ньютон обозначил пять основных цветов: красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый. Однако позже, в виду своего оккультного убеждения, он повысил количество цветов до семи, что соответствует количеству нот в музыкальной гамме и количеству дней в неделе: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Такую последовательность Ньютон назвал «спектром»³ (рис.5).

В 1672 году Исаак Ньютон доказал, что обычный белый цвет - 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 учёный поставил особое трёхгранное стёклышко - призму. На противоположной стене он увидел разноцветную полоску, которую впоследствии назвал спектром. Ньютон объяснил это тем, что призма разложила белый свет на составляющие его цвета. Затем на пути разноцветного пучка он поставил ещё одну призму. Этим учёный заново собрал все цвета в один обычный солнечный луч.⁴

Рис.5 «Спектр Ньютона»

Запомнить цвета и их порядок расположения на радуге поможет незатейливая фраза: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», где заглавная буква каждого слова- первая буква цвета (красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). Секрет количества цветов радуги раскрыт- их семь, и именно они являются основой для богатой палитры цветовой гаммы всего, что нас окружает. Многообразие красок мира- это оттенки семи основных цветов, полученные в результате изменения их насыщенности и смешивания.

Еще я узнал, что существует также перевернутая радуга. Увидеть ее можно очень редко, оттенки перевернутой радуги располагаются в обратном порядке: красный снизу, а фиолетовый сверху. А действительно ли радуга- дуга? На самом деле, радуга — это круг. Мы видим ее как полукруг, потому смотрим на нее с земли. А вот из самолета, радуга предстает перед нами в форме круга. Самая долгая радуга была замечена в Великобритании 14 марта 1994 года, она оставалась на небе с 9 утра до 3 часов дня.

Еще много интересных фактов о радуге существуют на просторах интернета, в энциклопедиях, научной литературе и даже в сказках. Радуга в нашей современности- это не только атмосферное явление, но и символ многообразия, счастья, яркости (например, «радужное настроение»- значит веселое, игривое; «радуга знаний»- значит большое количество знаний; «радужные брюки»- очень яркие и.т.д.). Каждый может разглядеть в радуге что-то свое, что- то очень особенное и волшебное.

Радуга

Петух увидел радугу:

— Какой красивый хвост! Баран увидел радугу:

— Какой высокий мост! И конь глядит на радугу:

— Подкова велика… Река глядится в радугу:

— И в небе есть река?

И. Гамазкова

2.3. Способы «пригласить» радугу в гости.

Вот бы поймать радугу и принести ее домой, чтобы любоваться ею постоянно. Но как ее поймать? К радуге невозможно прикоснуться и приблизиться. Когда человек подходит к ней, радуга становится менее заметной, и чем ближе человек- тем больше она становится невидимой. Но люди научились создавать радугу в домашних условиях. Научные знания о свойствах света, о его преломлении, о свойствах воды и др. помогли людям «достать радугу с неба» (рис.6).

Есть много интересных способов «позвать радугу в гости»:

1. В хорошую солнечную погоду нужно поставить стакан с водой около окошка, чтобы солнышко доставало до стакана. Берем лист белой бумаги и кладем его на пол у окна, чтобы лучи солнца падали на него. Мочим ватный диск или тряпочку горячей водой и протираем часть окошка. Двигаем стакан с водой и бумагу, пока на бумаге не появится радуга.

2. Нам понадобятся: неглубокая миска с водой, зеркальце, фонарик (если за окном нет солнца) и лист белой бумаги. В воду опускаем зеркало, миску ставим так, чтобы на зеркало падали солнечные лучи или направить свет фонарика. Двигаем бумагу и луч света от фонарика, пока на листе не появится радуга⁵.

Существует много способов создать радугу у себя дома- с помощью подручных средств, химических реакций и т.д. Проведение таких экспериментов- отличный повод, чтобы пригласить друзей на встречу с радугой или показать волшебные превращения с водой и другими предметами бабушкам и дедушкам.

Рис.6. «Прикоснуться к радуге- волшебство или знания?».

3.Мой эксперимент: моя радуга.

Итак, я приступаю к важному моменту- подготовке к своему эксперименту. Для того, чтобы увидеть радугу дома мне понадобятся: CD диск, фонарик, белая бумага. Чтобы было интереснее, эксперимент я делал вечером. Вечером, когда за окном темно, красота радуги особенно впечатляет.

Берем CD диск, направляем лучом света от фонарика на него, напротив диска ставим бумагу и начинаем «искать» положение диска (освещенного фонариком), при котором на белой бумаге появится радуга. 5 минут и радуга уже напротив меня (рис.7).

Рисунок 7. «Моя радуга».

Вывод: изучив теорию о радуге, посмотрев эксперименты по ее появлению в домашних условиях и сделав эксперимент сам, я понял, что Исаак Ньютон был прав, луч белого света - это целая цветовая палитра ярких красок. И какой же ответ на наш главный вопрос: кто раскрашивает радугу? Радугу раскрашивает солнечный луч, такой же белый (для человеческого взгляда) как и свет фонарика. Помогают белому лучу света капли воды, которые как зеркало отражают лучи света, изменяя их направление (преломляют). Когда луч света возвращается обратно, он видится нам в измененном состоянии, он уже не белый, а цветной. Моя гипотеза подтвердилась.

В моем эксперименте, в качестве зеркальной поверхности я использовал CD диск. Отражение белого луча света от фонарика, повстречавшись со своим отражением на поверхности диска, вернулось на лист бумаги совсем не белым, а разноцветным. Моя гипотеза подтвердилась, радуг может появиться и дома.

Словно девица - красавица, белый луч глядится в зеркало и хочет быть самым красивым и ярким, как и все девчонки (рис.8).

Рисунок 8 «Наше отражение- это то, какими мы хотим себя видеть».

Один секрет нашего мира я раскрыл, но это только начало, ведь впереди у меня еще много исследований и открытий, потому что нас окружает слишком много интересного и удивительного.

Список литературы.

1.Википедия, общедоступная многоязычная универсальная интернет-энциклопедия: сайт.-URL: https://ru.wikipedia.org/ (дата обращения: 10.03.2021).

2. Детский портал «Чудо- Юдо»: сайт.- URL: chudo-udo.info https://chudo-udo.info/ (дата обращения: 10.03.2021).

3. Живой журнал: сайт.- URL: https://www.livejournal.com/ (дата обращения: 15.03.2021).

4. Мальчишки и девчонки: сайт.- URL: https://malchishki-i-devchonki.ru/ (дата обращения: 15.03.2021).

5. Мегафакты.рф.: сайт.-2017-2020.- URL: http:// / Мегафакты.рф. (дата обращения: 10.03.2021).