Исследовательская работа "Я радугу создам своими руками"

Приложение № 3.

Виды радуги. 

Двойная радуга.

Лунная радуга.

Огненная радуга.

Ночная радуга.

Белая или туманная радуга.

Приложение № 4.

В ходе анкетирования было опрошено 60 участников. Обработано – 60 анкет.

Получены результаты:

1. Видели ли вы радугу? Да – 60 / (100 %), нет – 0;

2. Знаете ли вы причины появления радуги? Да – 23 / (38 %); Нет – 37 / (62 %);

3. Бывает ли радуга без дождя? Да – 15 / (25 %), нет – 45 / (75 %);

4. Знаете ли вы последовательность расположения цветов радуги? Да – 38 / (63 %), Нет – 22 / (37 %);

5. Какие эмоции испытываете вы при виде радуги? Радость, изумление, восхищение – положительные эмоции – 100 %, отрицательные эмоции – 0.

Вывод:

Проанализировав ответы учащихся и взрослых, сопоставив их с тем, что узнал о радуге, я пришёл к выводу:

1. Необходимо выступить перед ребятами со своей исследовательской работой и  рассказать об удивительном явлении природы – радуге.

2. Природное явление радуга вызывает у детей и взрослых только положительные эмоции.

Высказывания о природном явлении – радуга или что я думаю о радуге.

***

У меня вид радуги вызывает чувство восторга и восхищения.

Подобно радужным изменениям человеческой жизни, она появляется на небе после живительной влаги дождя или мимолетно прошедшей грозы.

Цвета, казалось бы, абсолютно несовместимые между собой, плавно сочетаясь и перемешиваясь, переходят друг в друга.

Как исполинский мост, перекинутый между невиданным и неизведанным, радуга соединяет нечто незримое и незнаемое человеческому восприятию и пониманию. Для кого или для чего переброшен этот небесный мост, что он соединяет? Явление понятное и объяснимое с точки зрения физики, вызывает самые будоражащие чувства в моей душе

.

Скворцова Л.В. учитель русского языка и литературы.

***

Как увижу радугу, так сердце замирает, а на душе становится радостно - радостно.

Мельяченко А. учащийся 11 класса.

***

Красный, синий, голубой

В радуге сияют

И, мигаючи с тобой,

Все цвета меняют.

Золотое солнышко

С радугой играет

И, блестя своей красой,

Тихо угасает.

Сидорова Д. учащаяся 7 класса.

***

Когда я вижу радугу, мне хочется петь.

Кривошеева Н. учащаяся 2 класса.

***

Радуга – это радость. Радуга – это исполнение желаний и мечты. Глядя на радугу, хочется верить в чудеса и волшебство. Радуга вызывает светлые, добрые чувства, чувства восхищения и радости, чувство восторга. Радуга – это что-то необычное, красивое и яркое.

Хаметова А. учащаяся 11 класса.

***

Я люблю радугу. Это большой, красивый, разноцветный мост. Когда я вижу радугу, то загадываю желание и знаю, что оно сбудется.

Мосиенко В. учащаяся 1 класса.

***

Радуга… Детство, радость, ожидание чуда. Желание побежать к ней, потрогать. Кажется, что вот она, рядом. Но … чудо недостижимое. Когда я вижу радугу от края до края, сердце замирает перед этой красотой и ощущаешь себя ребёнком. Увидеть первую радугу в году – счастье. Мы всей семьёй бежим на неё посмотреть.

Скворцова С.В. учитель русского языка и литературы.

***

Радуга это волшебство, радость, счастье, Радуга это чудо.

Мартынова Г учащаяся 2 класса.

Опыт № 1 «Юла»

Опыт № 2 «С компьютерным диском»

Опыт № 3 «Опыт с зеркалом»

Опыт № 4 «Опыт с мыльными пузырями»

РЕЦЕНЗИЯ

на исследовательскуюработу

Артёма Анатольевича Скрипина

«Я радугу создам своими руками»

Исследовательская работа А.А. Скрипина посвящена исследова­нию возникновения природного явления радуга и проведению опытов, позволяющих создать радугу собственными руками в домашних условиях.

На сегоняшний день, когда  научный мир все обосновывает и истолковывает, теряется таинственность происходящих явлений, но о радуге этого сказать нельзя: оптическая природа феномена радуги являет миру реальную эстетическую красоту физики, как одной из основной наук о природе. Поэтому актуальность дан­ной исследовательской работы, не вызывает сомнений.

В целом работа А.А. Скрипина выполнена на хорошем научно-теоре­ти­че­ском и практическом уровне. Внутренняя логика исследования определила структуру этой работы. Исследовательская работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и при­ложения. Во введении обоснованы актуальность те­мы, поставлена проблема изучения темы, определены объект, предмет, цель, задачи, методы исследования, раскрыта новизна работы.

В первой главе раскрыто понятие радуги, в полном объёме даны ответы на поставленные вопросы ученика.

Во второй главе дан анализ анкетирования, проведённого среди учеников и взрослых школы, последовательно описаны опыты, проведено исследование возникновения радуги в домашних условиях. В зак­лючении подведены итоги исследования, дана практическая значимость данной работ.

Материал, представленный автором в своей работе, ни имеет ничего общего со школьной программой, что свидетельствует об разносторонних интересах автора, умении делать самостоятельные выводы, суждения и оценки по заявленной теме, отражать собственную индивидуальную позицию

Оформление работы соответствует предъявляемым требованиям. Работа  Скрипина Артема, как работа, имеющая общепринятую для исследовательских работ структуру может быть признана исследовательской и допущена к участию в НПК «Шаг в будущее».

Учитель физики МБОУ

«Санномыская средняя общеобразовательная школа» ____________ / Е.И. Романова.

Добрый день! Меня зовут Скрипин Артем, ученик 7 класса Санномыской средней школы. Представляю вашему вниманию исследовательскую работу по теме « Я радугу создам своими руками».

Актуальность темы:

Самое прекрасное и незабываемое явление, которое подарила нам природа это радуга. Появившись после дождя, она приковывает внимание всех. Что такое радуга? Почему мы её наблюдаем после дождя? Почему она цветная? Если радуга подарена нам природой, то можно ли увидеть радугу, созданную собственными руками в лабораторных условиях? Я решил непременно исследовать это природное явление, ответить на все интересующие меня вопросы.

Проблема : Как можно получить радугу своими руками.

Цель:

1. Изучить процесс возникновения природного явления- радуга.

2. Создать радугу собственными руками в лабораторных условиях и домашних условиях.

3. Выяснить какие эмоции вызывает у людей природное явление радуга.

Предмет исследования: Условия возникновения радуги.

Методы исследования:

1. Изучение литературы и интернет-ресурсов.

2. Социальный опрос.

3. Лабораторный эксперимент.

4. Наблюдения.

5. Анализ и синтез.

Задачи :

1. Изучить теоретический материал о природном явлении радуга и ответить на вопросы:

• какое значение имеет слово радуга;

• какие легенды и верования существуют о радуге у разных народов;

• кто из ученых изучал явление радуга;

• как объяснить явление радуга с точки зрения физики;

• какая существует связь между солнцем, дождем и появлением радуги;

• От чего зависит ширина полос радуги и их цветовая палитра;

• Существуют ли другие виды радуги и можно ли её увидеть ночью.

2. Выполнить опыты, позволяющие получить радугу собственными руками.

Значение слова « радуга» в разных энциклопедических словарях.

Радуга- разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся в следствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях. ( толковый словарь русского языка Ожегова С.И.)

Радуга – оптическое явление в атмосфере, наблюдаемое при дожде, когда лучи солнца преломляются через пелену дождевых капель; на небосклоне появляется окрашенная в цвета спектра дуга, причем наружная сторона- в красный, а внутренняя- в фиолетовый цвет. ( По данным Малого Энциклопедического словаря Брокгаузе и Ефрона).

Легенды, мифы и поверья, существующие о радуге у разных народов.

В библейской традиции радуга- знак Божий в небесах, поставленный там после Всемирного потопа как обетование того, что мир больше никогда не будет уничтожен водою.

Языческие мифы видели в ней дух , или оружие богов, или мост для душ.

В древней Скандинавии это был Бифрест, выстроенный Одином мост между Мидгардом, обиталищем людей, и Асгардом, домом богов.

В Великобритании увидеть радугу- хорошая примета, многие при этом загадывают желание.

В Ирландии говорят, что если найти место, где радуга утыкается в землю, там обнаружишь горшок с золотом.

Исследования радуги с точки зрения науки

Итальянец Антонио Доминико ( 1566-1624 г.г.) утверждал, что световой луч, участвующий в формировании изображения радуги, испытывает двухкратное преломление и одно отражение в одной и той же дождевой капле.

В 1611 году Марк Антонио Доминис пришел к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двухкратного преломления – при входе в каплю и при выходе из неё.

Аристотель утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, « примешиваемой» к солнечному ( белому) свету.

Разложение белого света в цветовую палитру английский ученый Ньютон объяснил так: солнечные лучи, проходя через призму, отклоняются от своего первоначального направления, то есть преломляются. При этом различные цветные лучи, входящие в состав белого света, преломляются в призме по-разному – одни большие, другие меньше. Меньше всего преломляются красные лучи, сильнее всего – фиолетовые. Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости. Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией.

Возникновение радуги в природе с точки зрения физики.

Радуга возникает в результате дисперсии света на дождевых каплях. Лучи солнечного света падают на каплю воды. Входя в каплю ( точка 1), они изменяют свое направление, то есть преломляются и при этом разлагаются на цветные лучи- происходит дисперсия. Цветные лучи, пройдя через каплю, отражаются от её внутренней противоположной части ( точка 2) и снова проходят через каплю воды, выходя из капли – происходит его дальнейшая дисперсия ( точка 3), затем цветные лучи преломляются ещё раз и попадают в глаз наблюдателя.

Почему мы видим радугу с чередующимися цветными полосами от красного цвета до фиолетового цвета?

Так как цветные лучи выходят из капли под разными углами, то ясно, что от каждой капли в глаз наблюдателя может попасть лишь один какой-либо цветной луч. Остальные лучи, идущие от той же капли, наблюдатель не увидит, они пройдут мимо его глаза – выше или ниже.

Но почему же мы видим радугу в виде дуги?

Из-за дисперсии каждый цвет в отраженных лучах собирается под своим строго определенным углом, и это объясняет, почему радуга образует в небе дугу.

От чего зависит яркость дуги?

Яркость радуги зависит от количества капелек воды в воздухе и от их размеров.

В каких случаях можно увидеть радугу?

Радугу мы видим, если угол между Солнцем и горизонтом составляет 42 градуса. Когда Солнце находится на горизонте, мы видим радугу в виде полного полукруга. По мере подъёма Солнца радуга постепенно уменьшается в размерах, опускаясь к горизонту.

Виды радуги: двойная радуга, лунная радуга, огненная радуга, ночная радуга, туманная радуга.

Тума́нная ра́дуга (бе́лая ра́дуга, тума́нная дуга́) — это природный феномен в виде широкой блестящей белой дуги. Туман, рождающий её, состоит из более мелких частиц воды, и свет, преломляясь в крошечных капельках, не расцвечивает их. Увидеть такую радугу весьма сложно, так как она практически не выделяется из тумана. Чаще всего подобного рода радуги образуются над морем.

Заключение.

Выполнив эту работу, я нашел ответы на вопросы, волновавшие меня. Убедился на собственном опыте, что радугу можно создать в домашних условиях и в любое время года любоваться этим красивейшим природным явлением, которое все ещё хранит много загадок.

В дальнейшем в этом направлении хочу продолжить исследовать природу цветов радуги. Рекомендую полученные материалы использовать при проведении недели физики в школе, а так же учителям начальных классов при проведении уроков и занятий по ознакомлению с окружающим миром.

Спасибо за внимание!

10

Оглавление:

1. Введение ………………………………………………………………………… 2 - 3

2. Основная часть:

Глава I: Теоретический материал.

1.1 Значение слова «радуга» в разных энциклопедических словарях.………..…4

1.2 Легенды, мифы и поверья, существующие о радуге у разных народов…..….4 - 5

1.3 Исследование радуги с точки зрения науки………………………………….. 5 - 11

Глава II: «Социальный опрос учащихся школы и работников школы; наблюдения,

эксперимент»

1. Социальный опрос учащихся и работников школы Санномыск на восприятие природного явления - радуга ………………………..………………………11 - 12

2. Проведение опытов, позволяющих установить возникновение радуги…………………………………………………………………………..12 - 13

1. Заключение…………………………………………………………………………13 - 14

2. Список литературы………………………………………………………………..14

3. Приложения.

Введение

Актуальность темы:

Я люблю любоваться природой: ведь день на день не похож. Но особо мне радует душу мост из разноцветных полос.

Самое прекрасное и незабываемое явление, которое подарила нам природа это радуга. Появившись после дождя, она приковывает внимание всех. Её красоту и величие воспевают в песнях, о ней слагают стихи, складывают легенды. Это незабываемое зрелище в моей душе вызывает чувство восхищения, восторга и неприодалимого желания пробежаться по этому великолепному мосту, чтобы попасть в мир неизведанного, в мир сказки. Это явление, подаренное нам природой, так необычно для нас и оно так радует глаз, что в моей голове стал возникать вопрос за вопросом: Что такое радуга? Почему мы её наблюдаем после дождя? Откуда берется удивительный красочный свет, исходящий от дуг радуги? Почему она цветная ? Можно ли наблюдать радугу ночью? Радуга это вестник добра или зла? Если радуга подарена нам природой, то можно ли увидеть радугу, созданную собственными руками, например в лабораторных условиях. Если да, то как? Все эти вопросы так меня волновали, что я решил непременно исследовать это природное явление, ответить на все интересующие меня вопросы, но самое главное чтобы и другие дети узнали то, что удастся сделать мне.

Постановка проблемы: как можно получить радугу своими руками.

Цель:

1. Изучить процесс возникновения природного явления – радуга.

2. Создать радугу собственными руками в лабораторных и домашних условиях.

3. Выяснить какие эмоции вызывает у людей природное явление радуга.

Объект исследования: природное явление радуга.

Предмет исследования: условия возникновения радуги.

Задачи:

1. Изучить теоретический материал о природном явлении радуга и ответить на вопросы:

- какое значение имеет слово радуга;

- какие легенды и верования существуют о радуге у разных народов;

- кто из учёных изучал явление радуга;

- как объяснить явление радуга с точки зрения физики;

- какая существует связь между солнцем, дождём и появлением радуги;

- от чего зависит ширина полос радуги и их цветовая палитра;

- существуют ли другие виды радуги и можно ли её увидеть ночью.

2. Выполнить опыты, позволяющие получить радугу собственными руками:

- опыт «Юла»

- опыт с мыльными пузырями;

- опыт с зеркалом;

- опыт с компьютерным диском.

3. Провести опрос людей о восприятии природного явления радуга.

4. Проанализировать полученную информацию и выяснить какие эмоции вызывает радуга у людей.

5. Сделать выводы о важности природного явления радуга.

Методы исследования:

1. Изучение литературы и интернет-ресурсов.

2. Социальный опрос.

3. Лабораторный эксперимент.

4. Наблюдения.

5. Анализ и синтез.

Новизна работы: новизна моей работы заключается в том, что я рассмотрел свойства света и нашёл ответы по возникновению радуги. Это даёт мне возможность поделиться своими результатами с другими учащимися, так как конкретно данное явление не рассматривается в учебном материале, но я знаю, что этот вопрос интересует многих. Значит ребятам будет интересно о нём узнать. В дальнейшем я продолжу изучение этого явления с целью конкретизации с научной точки зрения появления радуги.

Основная часть.

Глава I. Теоретический материал.

1.1 Значение слова «радуга» в разных энциклопедических словарях.

Радуга – претерпевшее изменение слово «райдуга», или Божья дуга. (По словарю В.Даля)

Радуга – разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся в следствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях. (Толковый словарь русского языка Ожегова С.И.)

Радуга – разноцветная дугообразная лента на небосводе во время дождя, образующаяся вследствие преломления в водяных каплях солнечных лучей. (Толковый словарь русского языка Ефремова Т.Ф.)

Радуга – разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается, когда солнце освещает завесу дождя, расположенную на противоположной от него стороне неба. Объясняется преломлением, отражением света в каплях дождя. (Советский энциклопедический словарь под ред. Прохорова А.М.)

Радуга – оптическое явление в атмосфере, наблюдаемое при дожде, когда лучи солнца преломляются через пелену дождевых капель; на небосклоне появляется окрашенная в цвета спектра дуга, причём наружная сторона – в красный, а внутренняя – в фиолетовый цвет. (По данным Малого Энциклопедического словаря Брокгаузе и Ефрона). [10].

1.2 Легенды, мифы и поверья существующие о радуге у разных народов.

Само по себе такое явление, как радуга, невероятно красиво и зрелищно. Это словно огромные врата, приглашающие пройти сквозь них в какой-то сказочный мир! Нет наверное человека, которого бы оставило равнодушным столь красивое природное явление.  И неудивительно, что с появлением радуги связана не одна примета. Вот некоторые из них:

В библейской традиции радуга - знак Божий в небесах, поставленный там после Всемирного потопа как обетование того, что мир больше никогда не будет уничтожен водою. Языческие мифы видели в ней дух (в Бирме и у зулусов - опасного демона), или оружие богов, или мост для душ. В Индии, а также в Финляндии это был лук, из которого бог- громовержец мечет свои стрелы-молнии. В древней Скандинавии это был Бифрест, выстроенный Одином мост между Мидгардом, обиталищем людей, и Асгардом, домом богов. В Великобритании увидеть радугу - хорошая примета, многие при этом загадывают желание. В Ирландии говорят, что если найти место, где радуга утыкается в землю, там обнаружишь горшок с золотом.

Народным приметам и поверьям, связанным с радугой, нет числа.

По небесной вестнице предсказывали погоду: радуга, явившаяся на востоке, предвещала ясные дни, на западе — дождливые. По форме ее дуги определяли и продолжительность ненастья: если дуга крутая, осадки будут кратковременными, а если пологая — доставай из сундука галоши, ожидаются затяжные ливневые дожди.

В старину по радуге узнавали и о предстоящем урожае. Самыми урожайными считались те места, где радуга встречается с землей («Хорошо там, где нас нет!»). Наибольшей предприимчивостью в гаданиях на урожай славились хорваты, усматривавшие в каждой цветовой полосе конкретный пищевой продукт. Красная полоса означала у них виноград и вино, желтая — подсолнечник, зеленая отвечала за зерновые культуры, синяя — за овощные и т.д. Способ гадания хорватов отличался истинно народной простотой: какая полоса шире, того больше и уродится.

Тот же незамысловатый принцип в условиях отсутствия журналов мод был положен в основу женских гаданий на цвет тканей: радуга непременно покажет, какой цвет будет в моде в следующем сезоне. И это еще не все. Хочешь быть богатым? Приготовь лопату и дожидайся появления радуги: ее концы укажут, где в земле запрятаны несметные сокровища. Грустишь из-за несбыточности своей мечты? Напрасно! Стоит только пройти под разноцветной дугой, и твои желания обязательно осуществятся.

Приблизительно с начала XX века радуга стала предвестником радости и счастья, символом успешного завершения начинаний и благополучного исхода. [11].

1.3 Исследование радуги с точки зрения науки.

Персидский астроном Qutb al-Din al-Shirazi (1236—1311), а возможно, его ученик Kamal al-din al-Farisi (1260—1320), видимо, был первым, кто дал достаточно точное объяснение феномена.

В 1571 году Флетчер из Бреслау опубликовал работу, в которой утверждал, что наблюдатель видит радугу в результате попадания в его глаз световых лучей, каждый из которых испытывал двукратное преломление в одной капле дождя и последующее преломление в одной капле дождя и последующее отражение от другой капли дождя.

Итальянец Антонио Доминико (1566–1624 гг.) утверждал, что световой луч, участвующий в формировании изображения радуги, испытывает двукратное преломление и одно отражение в одной и той же дождевой капле. Доминико полагал, что световые лучи, которые проходят внутри капли наименьший путь и поэтому в наименьшей степени смешиваются с темнотой, дают красный цвет, тогда как лучи, проходящие наибольший путь внутри капли, в наибольшей степени смешиваются с темнотой и в результате образуют фиолетовый цвет. Такое объяснение образования разных цветов в радуге возникло в результате неправильного объяснения возникновения цветов.

Если говорить о представлениях возникновения цветов, то следует начать с теории цветов Аристотеля (IV век до нашей эры). Аристотель утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к солнечному (белому) свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный – при наименьшем. Последователями теории цветов по Аристотелю оставались английский учёный Т.Хариот и чешский естесвоиспытатель Й. Марци.

Они независимо друг от друга первые исследовали дисперсию света. Именно Й. Марци установил, что каждому цвету соответствует свой угол преломления.

Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году Марком Антонием де Доминисом в книге «De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride». На основании опытных наблюдений он пришел к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления — при входе в каплю и при выходе из нее. [9]

Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1635 году в своем труде «Метеоры» в главе «О радуге». Число 7 первым выбрал Исаак Ньютон, для которого число 7 имело символическое значение. Причём первоначально он различал только пять цветов - красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый, о чём и написал в своей «Оптике». В последствии, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил к пяти перечисленным цветам спектра еще два – оранжевый и синий. Радужную полоску Ньютон назвал спектром. [7] Разложение белого света в цветовую палитру английский учёный Ньютон объяснил так: солнечные лучи, проходя через призму, отклоняются от своего первоначального направления, то есть преломляются. При этом различные цветные лучи, входящие в состав белого света, преломляются в призме по-разному - одни больше, другие меньше. Меньше всего преломляются красные лучи, сильнее всего - фиолетовые. Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости. Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией. Показатель преломления зависит и от скорости света в веществе n = . Абсолютный показатель преломления среды показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде. Луч красного цвета преломляется меньше из – за того, что красный свет имеет в веществе наибольшую скорость, а луч фиолетового цвета преломляется больше, так как скорость для фиолетового света наименьшая. Именно поэтому призма и разлагает свет. [6]

Цветные лучи становятся видимы тогда, когда солнечный луч пройдёт через призму. Призма как бы разделяет цветные лучи друг от друга. Так мы видим, что спектр состоит из цветов находящихся в определённой последовательности: каждый охотник желает знать где сидят фазаны. Начальная буква каждого слова означает цвет - красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

(Приложение 1)

1.4 Возникновение радуги в природе с точки зрения физики.

Но каким же путём это происходит в природе? Что здесь заменяет стеклянную призму? Оказывается, радуга возникает в результате дисперсии света на дождевых каплях. Это происходит в тех случаях, когда лучи Солнца преломляются и отражаются в каплях дождя. В простейшем виде это происходит так. Лучи солнечного света падают на каплю воды. Входя в каплю (точка 1), они изменяют своё направление, то есть преломляются и при этом разлагаются на цветные лучи – происходит дисперсия. Цветные лучи, пройдя через каплю, отражаются от её внутренней противоположной части (точка 2) и снова проходят через каплю воды, выходя из капли - происходит его дальнейшая дисперсия (точка 3), затем цветные лучи преломляются ещё раз и попадают в глаз наблюдателя. (Приложение 2). При этом, как и в стеклянной призме, более всего отклоняются от своего первоначального направления фиолетовые лучи видимого спектра, а менее всего - красные. Такое преломление лучей солнечного света происходит одновременно во множестве капель. Именно поэтому мы видим и наблюдаем радугу лишь тогда, когда Солнце находится с одной стороны от нас, а дождь идёт с другой стороны. [3]

Почему мы видим радугу с чередующимися цветными полосами от красного цвета (с внешней стороны радуги) до фиолетового цвета (с внутренней стороны радуги)?

Так как цветные лучи выходят из капли под разными Углами, то ясно, что от каждой капли в глаз наблюдателя может попасть лишь один какой-либо цветной луч. Остальные лучи, идущие из той же капли, наблюдатель не увидит, они пройдут мимо его глаза - выше или ниже.

От самых верхних капель в глаза наблюдателя будут падать красные лучи, так как они отклоняются при преломлении меньше всех. От капель, лежащих ниже, в глаз будут попадать уже оранжевые лучи. Капли, лежащие ещё ниже, пошлют в глаза наблюдателя уже жёлтые лучи, и так далее - до фиолетовых включительно. Лучи, отражаемые соседними каплями, сливаются и таким образом наблюдатель видит ряд цветных полос - от верхней красной до фиолетовой нижней. [2]

Но почему же мы видим радугу в виде дуги?

Из – за дисперсии каждый цвет в отражённых лучах собирается под своим строго определённым углом, и это объясняет, почему радуга образует в небе дугу.

От чего зависит яркость дуги?

Яркость радуги зависит от количества капелек воды в воздухе и от их размеров. Установлено, что чем крупнее капли, тем ярче радуга. В зависимости от величины капелек изменяется и вид радуги - меняется яркость и ширина её отдельных полос. Так, капли диаметром от 0,5 до 1 миллиметра дают радугу с яркими фиолетовой и зелёной полосами и с очень слабой голубой полосой. Когда размеры капелек значительно меньше, в радуге мало заметна красная полоса, а более выделяется жёлтая. Например, капельки диаметром в 0,1 долю миллиметра и несколько меньше дают яркую красивую радугу, несколько более широкую, чем обычно, в которой чистого красного цвета нет совсем. Если в радуге ясно заметна белая полоса, то это означает, что величина капель дождя не превышает 0,03 доли миллиметра. Чем меньше величина капелек воды, тем белесоватее оттенки радужных цветов в радуге, тем шире радужная полоса и наоборот. По виду радужных полос на небе можно определять величину дождевых капель. [4]

В каких случаях можно увидеть радугу?
Мельчайшие капельки воды, образующие туман и облака, радуги не дают. Радугу мы видим, если угол между Солнцем и горизонтом составляет 42 градуса. Когда Солнце находится на горизонте, мы видим радугу в виде полного полукруга. По мере подъёма Солнца радуга постепенно уменьшается в размерах, опускаясь к горизонту.

Когда Солнце поднимается над горизонтом выше 42 градусов, радуга уходит за горизонт, поэтому летом в полдень радуги не бывает видно. Во второй половине дня, при заходе Солнца, снова можно увидеть радугу. [1]

1.5 Виды радуг (Приложение № 3). [8], [12]

Чаще всего мы видим одну радугу. Однако нередки случаи, когда на небе появляются одновременно две радужные полосы, расположенные одна над другой. При этом у другой радуги цвета полос располагаются в обратном порядке - верхняя часть дуги имеет фиолетовую окраску, а нижняя - красную. Причина этого явления объясняется тем, что солнечные лучи дважды отражаются в каплях, находящихся выше капель, дающих обычную радугу. При двойном отражении в капле теряется больше света, яркость второй радуги всегда меньше, она выглядит бледнее. Наблюдают, правда, довольно редко, и ещё большее число радужных небесных дуг - три, четыре и даже пять одновременно! Это интересное явление наблюдали, например, ленинградцы 24 сентября 1948 года, когда во второй половине дня среди туч над Невой появилось четыре радуги. Такое явление происходит благодаря тому, что радуга может возникать не только от прямых солнечных лучей, но и в отражённых лучах Солнца.

Лунная радуга.

Лунную радугу можно увидеть ночью, правда, она более слабая, и наблюдается весьма редко. Увидеть такую радугу можно после ночного дождя, когда из-за туч выглянет полная Луна. Радуга появляется на небе в стороне, противоположной Луне. Настоящая лунная радуга имеет размер в половину небосвода.

Огненная радуга.

Ученые называют ее окологоризонтальной дугой и относят к одному из редких видов оптических эффектов, возникающих в атмосфере. Огненная радуга появляется высоко в небе на фоне перистых облаков, но лишь при выполнении строгих условий. Первое из них касается расположения солнца. Оно должно находиться выше 58 градусов над линией горизонта. Второе – наличие перистых облаков, состоящих из шестиугольных кристаллов льда. Третье условие, которое и превращает огненную радугу в необычное природное явление, касается расположения этих самых кристаллов. Их грани должны находиться параллельно земле. При такой схеме солнечный свет будет входить в вертикальную грань, преломляться, и выходить с горизонтальной нижней стороны. Это обеспечит разделение света на спектр, которое всеми цветами радуги «зажигает» перистые облака.
Ночная радуга.

Ночная радуга это явление значительно более редкое. Она появляется под светом Луны. Она значительно бледнее, чем обычная. При полной луне (или близкой к полной) ночная радуга наиболее яркая. Для её появления также необходимо, чтобы дождь шел напротив луны, ещё это явление можно наблюдать над водопадами. Ночную радугу можно увидеть всего в нескольких местах в мире - это водопады в Камберленде, Йосемитский Национальный Парк (США), штат Кентукки (США), Ваймеа (Гаваи).

Туманная радуга.

Белая или туманная радуга - это природный феномен в виде широкой блестящей белой дуги. Туман, рождающий ее, состоит из более мелких частиц воды, и свет, преломляясь в крошечных капельках, не расцвечивает их.  Увидеть такую радугу весьма сложно, так как она практически не выделяется из тумана. Чаще всего подобного рода радуги образуются над морем.

Вывод к Главе 1.

Радуга – оптическое явление в атмосфере, наблюдаемое при дожде, когда лучи солнца преломляются через пелену дождевых капель; на небосклоне появляется окрашенная в цвета спектра дуга, причём наружная сторона – в красный, а внутренняя – в фиолетовый цвет. (По данным Малого Энциклопедического словаря Брокгаузе и Ефрона).

О радуге сложены различные легенды, мифы и поверья. Исследованием радуги занимались учёные: Персидский астроном Qutb al-Din al-Shirazi (1236—1311), его ученик Kamal al-din al-Farisi (1260—1320) первым дал достаточно точное объяснение феномена. В 1571 году Флетчер из Бреслау опубликовал работу, в которой утверждал, что наблюдатель видит радугу в результате попадания в его глаз световых лучей. Итальянец Антонио Доминико (1566–1624 гг.) утверждал, что световой луч, участвующий в формировании изображения радуги, испытывает двукратное преломление и одно отражение в одной и той же дождевой капле. Аристотель утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к солнечному (белому) свету. Английский учёный Т.Хариот и чешский естесвоиспытатель Й. Марци независимо друг от друга первые исследовали дисперсию света. Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году Марком Антонием де Доминисом в книге «De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride». Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1635 году в своем труде «Метеоры» в главе «О радуге». И. Ньютон первый исследовал разнообразие световых лучей и проистекающие отсюда особенности цветов, ввёл понятие спектр, в котором выделил семь основных цветов. Доказал, что призма не изменяет свет, а лишь разлагает его на составные части. Что белый свет имеет сложный состав, что световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости. Зависимость показателя преломления света от его цвета Ньютон назвал дисперсией.

В природе радуга возникает в результате дисперсии света на дождевых каплях. Дисперсия это зависимость показателя преломления света от его цвета. Радуга появляется на небе, если угол между Солнцем и горизонтом составляет 42 градуса, при этом наблюдателю надо стоять между Солнцем и каплями дождя, в которых происходит преломление солнечных лучей, и спиной к Солнцу. С земли нельзя увидеть радугу более чем в половину окружности. Но если подняться над землёй, то можно увидеть и почти полный круг радуги. В небесной радуге мы наблюдаем солнечные лучи, разложенные в спектр, то есть на семь основных цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости. В связи с этим, из - за дисперсии радуга образует в небе дугу, так как каждый цвет в отражённых лучах собирается под своим строго определённым углом.

По виду радужных полос на небе можно определять величину дождевых капель. Чем крупнее капли, тем ярче радуга. Чем меньше величина капелек воды, тем белесоватее оттенки радужных цветов в радуге, тем шире радужная полоса и наоборот. По виду радужных полос на небе можно определять величину дождевых капель.

Яркость радуги зависит от количества капелек воды в воздухе и от их размеров: чем крупнее капли, тем ярче радуга. Чаще всего мы видим одну радугу. Однако нередки случаи, когда на небе появляются одновременно две радужные полосы, расположенные одна над другой. Причина этого явления объясняется тем, что солнечные лучи дважды отражаются в каплях, находящихся выше капель, дающих обычную радугу. При двойном отражении в капле теряется больше света, яркость второй радуги всегда меньше, она выглядит бледнее. Лунную радугу можно увидеть ночью, правда, она более слабая, и наблюдается весьма редко. Увидеть такую радугу можно после ночного дождя, когда из-за туч выглянет полная Луна. Огненная радуга появляется высоко в небе на фоне перистых облаков, но лишь при выполнении строгих условий. Первое из них касается расположения солнца. Оно должно находиться выше 58 градусов над линией горизонта. Второе – наличие перистых облаков, состоящих из шестиугольных кристаллов льда. Третье условие, которое и превращает огненную радугу в необычное природное явление, касается расположения этих самых кристаллов. Их грани должны находиться параллельно земле. Ночная радуга это явление значительно более редкое. Она появляется под светом Луны. Она значительно бледнее, чем обычная. Для её появления необходимо, чтобы дождь шел напротив луны.

Белая или туманная радуга - это природный феномен в виде широкой блестящей белой дуги. Увидеть такую радугу сложно, так как она практически не выделяется из тумана. Чаще всего туманная радуга образуются над морем.

Глава 2. Социальный опрос учащихся школы, жителей села, наблюдения,

Эксперимент.

2.1 Социальный опрос учащихся, работников школы на восприятие природного явления – радуга.

АНКЕТИРОВАНИЕ

Узнав столько интересного о радуге, я решил узнать: а что знают ребята и работники нашей школы о радуге. Для этого я провёл анкетирование и собрал высказывания о радуге среди учащихся школы и взрослых (Приложение № 4) Всем было предложено 6 вопросов:

• Видели ли вы радугу? 

• Знаете ли вы, причины появления радуги?

• Бывает ли радуга без дождя?

• Знаете ли вы, последовательное расположение цветов радуги?    

• Можно ли получить радугу дома?

• Какие эмоции вы испытываете при виде радуги?

Проанализировав ответы учащихся и взрослых, сопоставив их с тем, что узнал я о радуге, я пришёл к выводу, что надо выступить перед ребятами со своей исследовательской работой и  рассказать об удивительном явлении природы – радуге.

2.2 Проведение опытов, позволяющих установить возникновение радуги. (Приложение № 5)

…Чем больше мы познаём твёрдые законы природы, тем всё более невероятными

становятся для нас чудеса.

Дарвин.

Цель: показать, что можно самостоятельно, в домашних условиях разложить видимый солнечный свет на отдельные цвета, воспроизведя эффект радуги.

Опыт № 1. «Юла».

Цель: доказать, что свет имеет сложную структуру.

Оборудование: картонный круг, краски, спички, ножницы.

Картонный круг разделён на семь частей, и части покрашены в основные спектральные цвета. Если такой круг быстро вращать, то разноцветные полоски сливаются в одно беловато-серое пятно. Получается это по той причине, что зрительные впечатления от различно окрашенных частей круга, попадая на сетчатку глаза, накладываются при быстром вращении круга одно на другое, и, таким образом, как бы смешиваются между собой. Сероватым, а не чисто белым мы видим такой круг потому, что очень трудно покрасить отдельные части круга так, чтобы они в точности соответствовали спектральным цветам природной радуги.

Вывод: опыт доказывает сложную структуру света, то есть свет состоит из

7 цветов - Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь …

Радуга созданная своими руками или радуга в домашних условиях. [5], [13]

Опыт 2. опыт с компьютерным диском.

Оборудование: компьютерный диск, источник света.

Наведём на диск луч света. На потолке получим радугу.

Опыт 3. опыт с зеркалом.

Оборудование: ёмкость наполненная водой; зеркальце, установленное в воде под углом 25°; источник света (искусственный или естественный).

В солнечный день поставили около окна ёмкость с водой и опустили в него зеркало. Зеркало нуждается в подставке, так как угол между ним и поверхностью воды должен составлять 25°. Зеркальцем «поймали» луч света, в результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на стене или на потолке возникла радуга. Этот опыт можно провести и вечером: тогда источник света искусственный. Спектр получится в затемненном помещении. Но при искусственном источнике света радуга получилась не яркой.

Опыт 4. опыт с мыльными пузырями.

Оборудование: баночка с мыльной водой, приспособление для выдувания пузырей.

Берем приспособление, окунаем в баночку с мыльной пеной и выдуваем пузыри. На пузырях мы видим радугу.

Вывод: радугу можно получить в домашних условиях даже с помощью искусственного источника света.

Из истории изучения радуги я выяснил, что многие пытались объяснить природу этого явления, но полно это явление раскрыл Исаак Ньютон. Теперь я знаю и могу объяснить почему радуга ещё с давних пор вызывает в людях восхищение и некоторый страх. Ведь у древних не было того опыта веков, который помогает современному человеку верно истолковать то или иное природное явление. Это является неопровержимым доказательством важности физики, как одной из естественных дисциплин. Кроме того, оптическая природа феномена радуги являет миру реальную эстетическую красоту физики, одной из основных наук о природе. Опытным путём я доказал, что эффект радуги можно получить в домашних условиях и в любое время года любоваться этим красивейшим природным явлением, которое всё ещё хранит много загадок.

Цель : изучить процесс возникновения природного явления – радуга, создать радугу собственными руками в лабораторных условиях и выяснить какие эмоции вызывает у людей природное явление радуга мною достигнута.

     В дальнейшем в этом направлении хочу продолжить исследовать природу цветов радуги.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные материалы могут быть использованы при проведении недели физики в школе, а так же учителями начальных классов при проведении уроков и занятий по ознакомлению с окружающим миром.

4. Список литературы:

1. Белкин И. К. Что такое радуга? – «Квант»1984,   № 12, стр. 20.

2. Булат В. Л. Оптические явления в природе. М.: Просвещение, 1974г., стр. 143

3. Гегузин Я. Е. «Кто творит радугу?» – Квант 1988г.,  № 6, стр.46.

4. Клиффорд Суорц. Необыкновенная физика обыкновенных явлений, том 2. М., Наука. 1987, стр. 384

5. Майер В. В., Майер Р. В. «Искусственная радуга» – Квант 1988г.,  № 6, стр.48.

6. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Учебник для общеобразовательных учреждений. Физика 11 класс. – М.; «Просвещение» 2010, стр. 399.

7. Ньютон И. Лекции по оптике - М.: Изд-во АН СССР, 1945. 280 с.

 8.Тарасов Л. В. Физика в природе. – М.: Просвещение, 1988г, стр. 352.

9. Трифонов Е.Д. Ещё раз о радуге. – Соросовский образовательный журнал, 2000, т. 6,

№ 7

10. http://slovari.yandex.ru

11. https://ru.wikipedia.org/wiki/Радуга.

12. https:// wreune. ru.

13. toneto.net›Новости›…--iskusstvennaya-raduga                   

Муниципальное казённое учреждение «Хоринское управление образованием»

МБОУ «Санномыская средняя общеобразовательная школа»

Секция: Физика

Исследовательская работа

по теме: «Я радугу создам своими руками».

Автор: ученик 7 – го класса Скримин Артём Сергеевич.

научный руководитель: Романова Евгения Ильинична

должность: учитель физики

категория: первая

2015 г

«Я радугу создам своими руками»

Актуальность темы:

Самое прекрасное и незабываемое явление, которое подарила нам природа это радуга. Появившись после дождя, она приковывает внимание всех. Что такое радуга? Почему мы её наблюдаем после дождя? Почему она цветная? Если радуга подарена нам природой, то можно ли увидеть радугу, созданную собственными руками в лабораторных условиях? Я решил непременно исследовать это природное явление, ответить на все интересующие меня вопросы.

Проблема : Как можно получить радугу своими руками.

Цель :

• Изучить процесс возникновения природного явления- радуга.
• Создать радугу собственными руками в лабораторных условиях и домашних условиях.
• Выяснить какие эмоции вызывает у людей природное явление радуга.

Предмет исследования : Условия возникновения радуги.

Методы исследования :

• Изучение литературы и интернет-ресурсов.
• Социальный опрос.
• Лабораторный эксперимент.
• Наблюдения.
• Анализ и синтез.

Задачи :

1. Изучить теоретический материал о природном явлении радуга и ответить на вопросы:

• какое значение имеет слово радуга;
• какие легенды и верования существуют о радуге у разных народов;
• кто из ученых изучал явление радуга;
• как объяснить явление радуга с точки зрения физики;
• какая существует связь между солнцем, дождем и появлением радуги;
• От чего зависит ширина полос радуги и их цветовая палитра;
• Существуют ли другие виды радуги и можно ли её увидеть ночью.

2. Выполнить опыты, позволяющие получить радугу собственными руками.

Значение слова « радуга» в разных энциклопедических словарях.

Радуга - разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся в следствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях. ( толковый словарь русского языка Ожегова С.И.)

Радуга – оптическое явление в атмосфере, наблюдаемое при дожде, когда лучи солнца преломляются через пелену дождевых капель; на небосклоне появляется окрашенная в цвета спектра дуга, причем наружная сторона- в красный, а внутренняя- в фиолетовый цвет. ( По данным Малого Энциклопедического словаря Брокгаузе и Ефрона).

Легенды, мифы и поверья, существующие о радуге у разных народов.

В библейской традиции радуга- знак Божий в небесах, поставленный там после Всемирного потопа как обетование того, что мир больше никогда не будет уничтожен водою.

Языческие мифы видели в ней дух , или оружие богов, или мост для душ.

В древней Скандинавии это был Бифрест, выстроенный Одином мост между Мидгардом, обиталищем людей, и Асгардом, домом богов.

В Великобритании увидеть радугу- хорошая примета, многие при этом загадывают желание.

В Ирландии говорят, что если найти место, где радуга утыкается в землю, там обнаружишь горшок с золотом.

Исследования радуги с точки зрения науки

Итальянец Антонио Доминико

( 1566-1624 г.г.) утверждал, что световой луч, участвующий в формировании изображения радуги, испытывает двухкратное преломление и одно отражение в одной и той же дождевой капле.

В 1611 году Марк Антонио Доминис пришел к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двухкратного преломления – при входе в каплю и при выходе из неё.

Аристотель утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, « примешиваемой» к солнечному ( белому) свету.

Разложение белого света в цветовую палитру английский ученый Ньютон объяснил так: солнечные лучи, проходя через призму, отклоняются от своего первоначального направления, то есть преломляются. При этом различные цветные лучи, входящие в состав белого света, преломляются в призме по-разному – одни большие, другие меньше. Меньше всего преломляются красные лучи, сильнее всего – фиолетовые. Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются по степени преломляемости. Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией.

Возникновение радуги в природе с точки зрения физики.

Радуга возникает в результате дисперсии света на дождевых каплях. Лучи солнечного света падают на каплю воды. Входя в каплю ( точка 1), они изменяют свое направление, то есть преломляются и при этом разлагаются на цветные лучи- происходит дисперсия. Цветные лучи, пройдя через каплю, отражаются от её внутренней противоположной части ( точка 2) и снова проходят через каплю воды, выходя из капли – происходит его дальнейшая дисперсия ( точка 3), затем цветные лучи преломляются ещё раз и попадают в глаз наблюдателя.

Почему мы видим радугу с чередующимися цветными полосами от красного цвета до фиолетового цвета?

Так как цветные лучи выходят из капли под разными углами, то ясно, что от каждой капли в глаз наблюдателя может попасть лишь один какой-либо цветной луч. Остальные лучи, идущие от той же капли, наблюдатель не увидит, они пройдут мимо его глаза – выше или ниже.

Но почему же мы видим радугу в виде дуги?

Из-за дисперсии каждый цвет в отраженных лучах собирается под своим строго определенным углом, и это объясняет, почему радуга образует в небе дугу.

От чего зависит яркость дуги?

Яркость радуги зависит от количества капелек воды в воздухе и от их размеров.

В каких случаях можно увидеть радугу?

Радугу мы видим, если угол между Солнцем и горизонтом составляет 42 градуса. Когда Солнце находится на горизонте, мы видим радугу в виде полного полукруга. По мере подъёма Солнца радуга постепенно уменьшается в размерах, опускаясь к горизонту.

Лунная радуга

Двойная радуга

Виды радуги

Ночная радуга

Огненная радуга

Виды радуги

Тума́нная ра́дуга   (бе́лая ра́дуга, тума́нная дуга́)  —

это природный феномен в виде широкой блестящей белой дуги. Туман, рождающий её, состоит из более мелких частиц воды, и свет, преломляясь в крошечных капельках, не расцвечивает их. Увидеть такую радугу весьма сложно, так как она практически не выделяется из тумана. Чаще всего подобного рода радуги образуются над морем.

Заключение

Выполнив эту работу, я нашел ответы на вопросы, волновавшие меня. Убедился на собственном опыте, что радугу можно создать в домашних условиях и в любое время года любоваться этим красивейшим природным явлением, которое все ещё хранит много загадок.

В дальнейшем в этом направлении хочу продолжить исследовать природу цветов радуги. Рекомендую полученные материалы использовать при проведении недели физики в школе, а так же учителям начальных классов при проведении уроков и занятий по ознакомлению с окружающим миром.

Спасибо за внимание!