V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ДОТЯНИСЬ ДО РАДУГИ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Как часто после дождя мы наблюдаем радугу. Это красочное зрелище никого не оставляет равнодушным! Но увидев радугу в брызгах фонтана, а потом и на стене по диагонали от зеркала, я задумалась, что же является причиной её появления, если не дождь и не вода? Я решила изучить, как образуется радуга?
Актуальность: Многие люди так же, как и я, с нетерпением ждут дождя, чтобы полюбоваться радугой. Какое же это разноцветное чудо природы? Но как образуется радуга? А можно ли наблюдать эту красоту дома? Эти вопросы заинтересовали меня. Эта тема стала мне интересна еще и потому, что немногие знают, как образуется радуга. Чтобы ответить на все возникшие вопросы, я решила провести исследовательскую работу и рассказать ребятам из моего класса как образуется радуга.
Противоречие: с одной стороны, радуга – это природное явление, а с другой стороны можем ли мы сами создавать радугу.
Проблема: выяснить, как появляется радуга и попытаться самой сделать радугу.
Объект исследования: природное явление
Предмет исследования: радуга
Гипотеза: радугу можно создать своими руками.
Цель: выяснить причины появления радуги.
Задачи:
- изучить, как появляется радуга и каких видов она бывает;
- узнать какие легенды существуют о радуге;
- поставить опыт получения радуги в домашних условиях;
- провести анкетирование и выяснить, знают ли сверстники о том, как появляется радуга и можно ли ее сделать в домашних условиях.
Методы исследования:
теоретические: анализ литературы;
эмпирические: эксперимент, анкетирование.
Глава 1
Что такое радуга
Радуга – одно из красивейших природных явлений, которое редко кого-то оставляет равнодушным. Когда-то люди считали радугу Божьим знамением. И это неудивительно, ведь она появляется буквально из ничего, и также таинственно исчезает.Что же мы знаем о радуге?Цвета радуги всегда расположены в одном и том же порядке сверху вниз: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый (помните из детства памятку порядка цветов в радуге – Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан или Как Однажды Жан Звонарь Голубой Сломал Фонарь?). Самая яркая полоса – красная. Каждый следующий цвет бледнее предыдущего. Фиолетовый вообще с трудом различим на фоне неба.
Радугу можно наблюдать только перед дождем или после него. И только в том случае, если одновременно с дождем сквозь тучи пробивается солнце, когда солнце освещает пелену падающего дождя и наблюдатель находится между солнцем и дождем. Что при этом происходит? Лучи Солнца проходят через капельки дождя. А каждая такая капелька работает как призма. То есть она разлагает белый свет Солнца на его составляющие - лучи красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цвета. Это явление дисперсии. Причем капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в разноцветную полосу, которую называют спектром. (Приложение 1 рис.1,2)
Вы можете видеть радугу только в том случае, если находитесь строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед вами). Иначе радуги не увидеть!
1.2. Виды радуг
Круглая радуга
Мы чаще всего видим радугу в форме дуги, но дуга – это лишь часть радуги. Радуга имеет форму окружности, но мы наблюдаем лишь половину дуги, потому что её центр находится на одной прямой с нашими глазами и Солнцем. Целиком радугу можно увидеть лишь на большой высоте, с борта самолёта или с высокой горы. (Приложение 2 рис.1)
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. (Приложение 2 рис.2).Первая радуга, внутренняя, всегда ярче второй, внешней, а цвета дуг на второй радуги 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.
Перевёрнутая радуга
Перевёрнутая радуга-явление довольно редкое. Она появляется при определённых условиях, когда на высоте 7-8 километров тонкой завесой располагаются перистые облака, состоящие из ледяных кристалликов. Солнечный свет, падая под определённым углом на эти кристаллы, разлагается на спектр и отражается в атмосферу. Цвет в перевёрнутой радуге располагается в обратном порядке: сверху находится фиолетовый, а снизу - красный. (Приложение 2 рис.3).
Туманная радуга
Туманная радуга или белая появляется при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из очень мелких капелек воды. Такая радуга представляет собой дугу, окрашенную в очень бледные цвета, а если капельки совсем мелкие, то радуга окрашена в белый цвет. Туманная радуга может появляться и ночью во время тумана, когда на небе яркая луна. Туманная радуга довольно редкое атмосферное явление. (Приложение 2 рис.4)Лунная радуга
Лунная радуга или ночная радуга появляется ночью и порождается Луной. Лунная радуга наблюдается во время дождя, который идёт напротив Луны, особенно хорошо видна лунная радуга во время полнолуния, когда яркая Луна находится невысоко в тёмном небе. Также лунную радугу можно наблюдать в местностях, где есть водопады. (Приложение 2 рис.5)Огненная радуга
Огненная радуга - это редкое оптическое атмосферное явление. Огненная радуга появляется, когда солнечный свет проходит сквозь перистые облака под углом 58 градусов над горизонтом. Ещё одним необходимым условием для появления огненной радуги являются шестиугольные кристаллы льда, имеющие форму листа и их грани должны быть параллельными земле. Солнечные лучи, проходя сквозь вертикальные грани ледяного кристалла, преломляются и зажигают огненную радугу или округло - горизонтальную дугу, так в науке называется огненная радуга. (Приложение 2 рис.6)
Зимняя радуга
Зимняя радуга - это очень удивительное явление. Такую 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. (Приложение 2 рис.7)Бывает ли радуга без дождя? Радугу можно наблюдать и в солнечный ясный день возле водопадов, фонтанов, в саду при поливе цветов из шланга, зажав отверстие шланга пальцами, создавая водяную дымку и направляя шланг в сторону солнца. (Приложение 2 рис.8)1.3. История изучения радуги
Это красивое явление стали изучать уже в глубокой древности. Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину радуги. Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик, в 1304 г. Воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто. В 1611 г. архиепископ Антонио Доминис попытался объяснить радугу как естественное явление природы. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни. Научное объяснение радуги дал в 1635 году Рене Декарт. В 1666 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 ученый поставил особое трехгранное стеклышко - призму. На противоположной стене он увидел разноцветную полоску – спектр. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный.
1.4. Легенды о радуге
С давних времен люди приписывали радуге чудодейственные свойства и рассказывали про нее много легенд. Практически у всех народов радуга — это светлое и доброе явление, от которого можно ожидать много хорошего.
Древние греки отождествляли радугу с богиней Иридой. Это была богиня — посредница между людьми и богами. Ее изображали с красивыми золотыми крыльями и в одеждах, раскрашенных всеми цветами радуги.
Арабы считали, что во время дождя и грозы бог Кузах борется с силами зла, и, когда дождь заканчивается, в знак победы вешает свой лук-радугу на небо.
Славяне считали также, но их бог носил имя Перун. Также они говорили, что радуга пьет воду из рек и озер, отправляет эту воду на небо, вызывая потом дождь.
В Китае верили, что радуга — небесный дракон, посредник между небом и землей.
Разные народы верили, что радуга — мост между небом и землей, или коромысло, которым богиня Лада черпает воду, или, что это путь на тот свет, и души умерших могут спускаться в наш мир по радуге. Верили, что ведьма может украсть радугу и вызвать засуху.
У болгар вообще есть поверье, что прошедший под радугой изменит свой пол. Поэтому женщины, которые, например, рожали только девочек, старались пройти под радугой, чтобы следующий ребенок родился мальчиком.
В Библии говориться, что радуга впервые появилась на Земле после Великого Потопа, как знак Бога, что больше не повториться такое бедствие. Также в христианстве радугу соотносят с Девой Марией, как посредницей между Богом и людьми.
Глава 2
2.1. Домашние эксперименты по получению радуги
Способ с использованием солнечного света.
Дождитесь солнечной погоды. Возьмите стакан воды и лист белой бумаги.
Последовательность ваших действий должна быть такой:
поставьте стакан с водой на стол вблизи окна на солнечной стороне помещения, расположите лист бумаги на полу недалеко от окна таким образом, чтобы на него падали солнечные лучи, смочите окно горячей водой, меняйте положение стакана и листа бумаги до тех пор, пока радуга не отразится на листе. (Приложение 3 рис.1)
Вот такая радуга у меня появилась. (Приложение 3 рис.2)
Способ с помощью зеркала и фонарика
Эксперимент должен проводиться в солнечную погоду. Для его проведения требуются миска с водой, зеркало, фонарик и лист белого картона.
Действия таковы: положите зеркальце в неглубокую миску с водой, как показано на нижеприведенном рисунке, расположите миску так, чтобы луч света — от фонарика или от солнца — отразился от зеркальца на лист белого картона, при необходимости меняйте угол наклона предметов.
В воде свет должен преломиться и разбиться на цвета, так что на картоне отразится маленькая радуга (Приложение 3 рис.3,4,5)
- Способ без использования солнечного света (в темноте).
Итак, мы решили провести эксперимент в ванной, в условиях полной темноты, пользуясь лишь фонариком.
И вот какая радуга получилась на полу. (Приложение 3 рис.6,7)
Мой эксперимент удался.
Сделать радугу в домашних условиях вполне реально, даже без солнечного света.
2.2. Анкетирование
Я провела анкетирование у ребят начальной школы. В анкетировании приняли участие 42 человека. Я хотела выяснить, знают ли сверстники о том, как появляется радуга и можно ли ее сделать в домашних условиях.
На вопрос: «Радуга – это явление природы или волшебство?»
98% ребят ответили, что радуга – это природное явление. (Приложение 4 рис.1).
На вопрос: «Знаешь ли ты, как появляется радуга?»
86% ребят знают, как появляется радуга. (Приложение 4 рис.2).
На вопрос: «Как ты думаешь, можно ли получить радугу в домашних условиях?»
64% ребят думают, что радугу можно получить в домашних условиях. (Приложение 4 рис.3).
Вывод: Таким образом, все ребята знают, что радуга – это природное явление. Большинство ребят знают, как появляется радуга и считают, что радугу можно получить в домашних условиях.
Заключение
Гипотеза моего исследования подтвердилась. Действительно, радугу можно создать своими руками.
Я узнала о природном явлении радуге: как появляется радуга и почему она разноцветна. Определила, какая существует связь между дождем и солнцем. Солнечный свет преломляется в капельках воды и «распадается» на несколько цветов. Эти цвета называют спектром. А капли – это маленькие призмы, которые отражают эти разноцветные лучи на небе. Так я узнала, как появляется радуга и почему она цветная. Изучив литературу, я узнала, что радуга может быть одной дугой, а может быть двойная. Существует ночная радуга (лунная) и зимняя, но она бывает очень редко и не такая красочная, как летняя. 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. Опытным путём я доказала, что радугу можно получить в домашних условиях и в любое время года любоваться этим красивейшим природным явлением, которое всё ещё хранит много загадок.
Список литературы:
http://glazastik.com/%D1%81%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D1%80%D0%B0%D0%B4%D1%83%D0%B3%D1%83-%D0%B2-%D0%B4%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%BD%D0%B8%D1%85-%D1%83%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%8F%D1%85/
https://ru.wikihow.com/%D1%81%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D1%80%D0%B0%D0%B4%D1%83%D0%B3%D1%83
http://my19edwin.livejournal.com/464838.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D1%83%D0%B3%D0%B0
http://vse-sekrety.ru/929-pochemu-poyavlyaetsya-raduga.html
http://lubopitnie.ru/raduga/
Приложение № 1
Явление дисперсии
Рис.1
Радуга
Рис.2
Приложение № 2
Круглая радуга
Рис.1
Двойная радуга
Рис.2
Перевернутая радуга
Рис.3
Туманная радуга
Рис.4
Лунная радуга
Рис.5
Огненная радуга
Рис.6
Зимняя радуга
рис.7
Радуга без дождя
Рис.8
Приложение 3
Опыт: Способ с использованием солнечного света.
Рис.1
Вот такая радуга у меня получилась
Рис.2
Опыт: Способ с помощью зеркала и фонарика
Рис.3
Рис.4
Рис.5
Опыт: Способ без использования солнечного света (в темноте).
Рис.6
Рис.7
Приложение 4
Вопрос: «Радуга – это явление природы или волшебство?»
Рис.1
Вопрос: «Знаешь ли ты, как появляется радуга?»
Рис.2
Вопрос: «Как ты думаешь, можно ли получить радугу в домашних условиях?»
Рис.3