Научно-исследовательский проект
"Семицветная коса подпирает небеса"
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
Однажды я ехал с родителями на машине. Прошел дождь, выглянуло солнце, и вдруг на небе я увидел радугу. У меня сразу поднялось настроение, стало весело. Какое из природных явлений может сравниться по красоте с радугой? Возможно, полярное сияние. Вот только его видели совсем не много человек, а радугу, которая появляется сразу после дождя, видели все. Появившись на небосводе, она приковывает внимание.
Актуальность работы состоит в том, что радуга настолько красивое явление, 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. Какое же это разноцветное чудо природы? Но как образуется радуга? А можно ли наблюдать эту красоту дома? Какие еще существуют радуги?
Эти вопросы заинтересовали меня. Эта тема стала мне интересна еще и потому, что не многие знают, как образуется радуга. Чтобы ответить на все возникшие вопросы, я решил провести исследовательскую работу.
В моей работе рассказывается о том, что такое радуга и как она возникает, о природе этого явления. В практической части описываются опыты, объясняющие процесс возникновения радуги в домашних условиях и доказывающие, что белый свет состоит из множества цветов. В приложении содержатся рисунки, фотографии, помогающие лучше понять это удивительное явление природы.
Цель проекта: изучить такое природное явление, как радуга и узнать, возможно ли воспроизвести это явление в домашних условиях.
Задачи:
установить, откуда берется радуга;
исследовать, из каких цветов она состоит и какой формы;
можно ли получить радугу в домашних условиях.
Этапы проекта:
1. Найти информацию в книгах и Интернете о происхождении радуги.
2. Провести опыт «Радуга дома»
3. Сделать выводы.
Проблема: можно ли воспроизвести радугу в домашних условиях.
Методы исследования:
Поиск информации:
2. Проведение исследования для подтверждения гипотезы:
Гипотеза:
радуга появляется в природе только в солнечный и дождливый день и предположим, что возможно воспроизвести радугу в домашних условиях.
Откуда произошло слово «радуга»?
Наверное, нет на земле такого человек, который не любовался бы хотя бы один раз в жизни радугой. Это одно из самых красивейших явлений природы.
Радуга – разноцветная дугообразная полоса на небесном своде,
образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях. Слово «радуга» похоже на слово «радость». Радостно бывает, когда вдруг на небе возникает удивительно красивая дуга. «Райская дуга» называли её в старину и верили, что она приносит счастье.
Древние греки считали, что радуга – это улыбка богини Ириды. В Библии радуга появляется после всемирного потопа, как символ прощения человечества. Скандинавы думали, что это мост, соединяющий мир людей и мир богов. У англичан и африканских народов существует легенда, что в том месте, где возникает радуга, в земле зарыт горшочек с золотом. К сожалению, никому не удается поймать радугу «за хвост». Древние славяне считали, что это радуга - это змей, пьющий воду из озёр, рек и морей.
Всем нам с детства известна поговорка «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», существует другой вариант «Как однажды Жак звонарь головой сломал фонарь». По начальным буквам этих поговорок мы запоминаем названия и последовательность цветов такого необычного явления природы, как радуга.
История исследования радуги учеными
Отчего же появляется такая красивая, да еще цветная картина в воздухе? Ответ на этот вопрос я искал в дополнительной литературе и интернете. Вот, что я узнал.
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. Общая физическая картина радуги была уже четко описана архиепископом Марком Антонием де Доминисом. Он объяснил, что радуга появляется в результате отражения света от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления – при входе в каплю и выходе из неё. Первая попытка закончилась плачевно. Автор рукописи был заточен в тюрьму, где и умер, дожидаясь смертной казни. Инквизиция приговорила любознательного священника к смерти за то, что его теория о возникновении радуги противоречила библейскому толкованию. Антонио Доминис умер в тюрьме, не дождавшись казни, но его тело и рукописи были сожжены.
Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт. Он провёл первые исследования формы радуги. Для этого ученый использовал стеклянный шар, заполненный водой, что давало возможность представить, как отражается солнечный луч в капле дождя, преломляясь и тем самым становясь видимым. В то время еще не была открыта дисперсия, поэтому радуга Декарта была белой . В отношении цветов радуги теория дополнена Исааком Ньютоном . 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 соответствующего количества 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 цвет на составляющие его цвета. Поставив на пути разноцветного пучка еще одну призму, ученый снова собрал все цвета в один обычный солнечный луч. Причём первоначально он различал только пять цветов — красный, жёлтый, зелёный, голубой и фиолетовый, о чём и написал в своей «Оптике». Но впоследствии, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил к пяти перечисленным цветам спектра ещё два. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный.
Повторить опыт Ньютона может каждый школьник. Повторил этот опыт и я, но с искусственным источником света. Наблюдение разложения света в спектр при прохождении его сквозь призму мы наблюдали дома, используя призму и проектор.
Для этого мы “поймали” призмой белый луч и получили изображение радуги на стене. Свет, который казался белым, играл на стене всеми цветами радуги. Так мы проникли в тайну луча, в которую 300 лет назад открыл знаменитый учёный.
Мы рассматривали сквозь призму предметы белого цвета, они выглядели цветными, радужными. Радуга – самый знаменитый, всем известный спектр. В физике это явление называется дисперсией.
Как появляется радуга в природе
Значит, чтобы появилась радуга, солнечному лучу надо пролететь сквозь призму? Но ведь на небе нет никаких призм! Как же тогда появляется радуга?
Ответ на этот вопрос я нашел в Детской энциклопедии. Оказывается, в природе роль призмы выполняют капельки дождя. Во время дождя их в воздухе находится огромное количество.
Вот кто, оказывается, строит разноцветные ворота в небе? Луч солнца и дождевые капли.
Мы можем увидеть радугу только в том случае, если находимся строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед вами). Иначе радуги не увидеть.
Радуга — это солнечный свет, который проходит через дождевые капли, как сквозь призмы, преломляется и отражается на противоположной стороне неба. Вид радуги, яркость цветов, ширина полос зависят от размеров и количества капель в воздухе.
Наружный край дуги обычно красный, а внутренний – фиолетовый. В солнечном спектре различают семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый
Но действительно ли свет состоит из семи цветов? Чтобы ответить на этот вопрос, мы провели обратный опыт. Если свет состоит из семи цветов, то семь цветов должны дать белый цвет. Я разделил белый круг на 7 частей и раскрасил в цвета радуги. Сделал вот такую юлу. (См. фото в прил. с. 25). Если её запустить, то разноцветный диск превратится в белый.
Почему радуга имеет форму дуги?
Форма радуги определяется формой капелек воды, в которых преломляется солнечный свет. А капельки воды - более или менее круглые. Проходя через каплю и преломляясь в ней, пучок белых солнечных лучей преобразуется в серию цветных воронок. Мы привыкли наблюдать радугу как дугу. На самом деле эта дуга является лишь частью разноцветной окружности. Целиком же это природное явление можно наблюдать лишь на большой высоте, например, с борта самолета.
Мы можем увидеть радугу только в том случае, если находимся строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед вами). Иначе радуги не увидеть.
Необычные радуги
Оказывается, тоже бывает. Зимой в воздухе «плавают» кристаллики льда. Они тоже могут разделить белый цвет на семь цветов радуги, поэтому радугу можно наблюдать даже зимой и в брызгах фонтана.
Кроме солнечных радуг существуют еще и лунные радуги. Но это очень редко, при полной Луне, на незакрытой облаками, при одновременном выпадении ливневого дождя.
Оказывается, радугу можно увидеть не только днём, но и ночью. Ночная или лунная радуга рождается от света луны. Она более бледная, чем обычная, так как лунный свет не такой яркий как солнечный.
Значит, радугу можно увидеть практически в любое время суток.
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.
|
