Инсафудинов Кирилл Ринатович

Я узнал, как получается радуга. Провел исследования и опыты, получил радугу в домашних условиях и любовался ее красотой.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Министерство образования Республики Башкортостан

отдел образования администрации муниципального района Бижбулякский район

муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

средняя общеобразовательная школа №2 с. Бижбуляк

Исследовательская работа

на тему:

« Как получается радуга?

Выполнил: Инсафудинов Кирилл,

Ученик 3 б класса МОБУ СОШ №2 с.Бижбуляк Республики Башкортостан

Руководитель: Назмиева А.Р.

Учитель начальных

Классов МОБУ СОШ №2 с.Бижбуляк Республики Башкортостан

Введение _______________________________стр.3

Обзор литературы

Что такое радуга? ________________________ стр. 4

Кто раскрасил радугу? _____________________ стр. 4

Возникновение радуги. ____________________ стр.4

Кто изучал радугу? ________________________стр. 5

Радуга бывает разной. _____________________ стр. 5

Экспериментальная работа________________стр.6

Результаты ____________________________стр7

4. Выводы _____________________________стр.7

5. Заключение____________________________стр.7

6. Литература____________________________ стр.7

Введение.

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.
Она настолько красивая, 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? Как образуется радуга? А можно ли наблюдать эту красоту дома? Какие еще существуют радуги?

Эти вопросы заинтересовали меня и многих моих друзей. Эта тема стала мне интересна потому, что не многие знают, как образуется радуга. Чтобы ответить на все возникшие вопросы, я решил провести исследовательскую работу.

Исследуя эту загадку природы, я могу дать точный ответ на поставленные мною вопросы.

Цель моей работы: узнать причину появления радуги, получение радуги в домашних условиях.

Поставленные мною задачи :

Узнать, кто раскрасил радугу.

Поставить опыт получения радуги в домашних условиях.

Узнать историю изучения радуги.

Актуальность исследования: привитие интереса к экспериментальной работе в начальной школе

Благодаря такой работе возрастает активность в познавательной сфере деятельности.

Гипотеза: радугу можно получить в лабораторных условиях, возможно ли получить ее в домашних условиях? Если возможно, то каким способом.

Методы исследования:

Анкетирование

Самостоятельные практические опыты для подтверждения

гипотезы:

опыт: с призмой;

опыт с пульверизатором;

опыт с мыльными пузырями;

опыт с зеркалом;

опыт с компьютерным диском.

1.Обзор литературы

1.1. Что такое радуга?

Для того, чтобы узнать причину возникновения радуги, я начал с изучения литературы. В толковом словаре дано понятие радуги. Радуга - это разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.

Я узнал, что радугу можно увидеть около водопадов, фонтанов, разбрызгиваемых поливальной машиной. У фонтанов и водопадов случалось видеть две и более дуг. Можно самому создать завесу капель из ручного пульверизатора и, встав спиною к солнцу, увидеть радугу, созданную собственными руками. Поливая растения в саду в яркий солнечный день, в брызгах воды тоже можно увидеть маленькую радугу.

1.2. Кто раскрасил радугу?

Откуда берется удивительный красочный свет, исходящий от дуг радуги?

Ответ на этот вопрос я получил из энциклопедии для любознательных. Нам кажется, что свет белый. Но на самом деле он состоит из нескольких цветов. Бывает, что во время дождя выглянет солнце, и тогда солнечный свет преломляется в капельках воды и «распадается» на несколько цветов. Этих цветов всегда семь, и они расположены в строгом порядке. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Так получается разноцветная радуга. Предмет, который может разложить луч света на его составляющие, называется «призмой». Образуемые цвета создают полоску из цветных линий, которая называется «спектр». Радуга и есть большой спектр, или полоса цветных линий, образовавшихся в результате распада луча света, проходящего через капельки дождя. В данном случае капли дождя выполняют роль призмы.

1.3. Возникновение радуги.

Радуга всегда появляется после дождя, я думаю, что все это знают. Но тут есть еще один фокус. Радуга сверкает не после, а во время дождя, дождь просто идет уже не у нас, а неподалеку от нас. Когда ливень кончается, это значит, что ветер просто отнес эти дождевые облака дальше.

И если дождь ушел в сторону солнца, то тогда мы можем любоваться радугой. Ведь капли и расщепляют солнечный, белый свет, потому что они и есть маленькие призмы и отражают эти разноцветные лучи на небе. Думаю, все видели каплю, которая срывается с отверстия крана умывальника, поэтому все согласятся, что она похожа на призму. Свет попадает в каплю дождя, отражается от другой стороны капли и выходит. А дождь это миллионы таких капелек. Вот и весь секрет этого прекрасного природного явления. Дождь усеивает все небо маленькими призмами, а солнечный свет, проходя через них, расщепляется на спектр. При этом мы имеем на небе чудесную картину - радугу.

У меня возник вопрос - а можно ли самому создать радугу? Ответ на вопрос описан на странице №7.

1.4. Кто изучал радугу?

А пытался ли кто-нибудь в истории человечества познать природу радуги?

С мамой мы нашли ответ на этот вопрос в Интернете.

Первая попытка объяснить радугу была сделана в 1611 г. архиепископом Антонио де Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни.

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. Но он еще не знал о разложении белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.
Спустя 30 лет Исаак Ньютон объяснил, как преломляются цветные лучи в каплях дождя. По образному выражению американского ученого А. Фразера, сделавшего ряд интересных исследований радуги уже в наше время, «Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил ее всеми красками спектра». Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, по традиции в нем выделяют 7 цветов. Считают, что первым выбрал число 7 Исаак Ньютон, для которого число 7 имело специальное символическое значение. Причём первоначально он различал только пять цветов - красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый. Но, впоследствии, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил к пяти перечисленным цветам спектра еще два.

Несмотря на то, что теория радуги Декарта-Ньютона создана более 300 лет назад, она правильно объясняет основные особенности радуги, в том числе расположение цветов.

1.5. Радуга бывает разной.

Радуга бывает с одной, с двумя дугами. Мало кому известно, но существует и ночная радуга. Ночью, когда заканчивается дождь, радуга может возникнуть и в результате действия лучей, отражаемых луной. Несомненно, она не такая яркая, как днем, но видно ее замечательно. В зимнее время радуга возникает очень редко, но по своей красочности и живописности она отличается от всех остальных.

1.Анкетирование

Я с моими одноклассниками провел анкетирование.

На первый вопрос «Видел ли ты радугу?» все 14 учеников ответили: «Да».

На второй вопрос «Знаешь ли ты, когда появляется радуга?» 12 человек ответили: «Да», двое «Нет».

На третий вопрос «Знаешь ли ты, как появляется радуга?» 5 человек ответили «Да», 9 - «Нет».

На четвертый вопрос «Знаешь ли ты, в какой последовательности расположены цвета радуги?» 6 учеников ответил «Да», 8 - «Нет».

На пятый вопрос «Можно ли получить радугу в домашних условиях?» трое ответили «Да», 11 человек - «Нет».

2. Экспериментальная работа

Мною был поставлены эксперименты получения радуги в домашних условиях.

Опыт 1.

Оборудование: зеркальце, стеклянную призму.

Описание: учительница зеркальцем поймала «солнечного зайчика» и направила на стеклянную призму, которую я держал в руке. На потолке появилась радуга.

Опыт 2.

Оборудование: пульверизатор, наполненный водой, источник света солнце.

Описание: создаем облако падающих в воздухе капель и на них наблюдаем радугу.

Условия такого опыта вполне соответствует природным, однако, получить требуемое облако совсем не просто.

Опыт3

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

Описание: берем приспособление, окунаем в баночку с мыльной пеной и выдуваем пузыри. На летящих в воздухе пузырях можно увидеть радугу.

Опыт 4.

Оборудование: зеркало, миска с водой.

Описание: я положил зеркало в неглубокую миску с водой. Поставил миску так, чтобы луч света от солнца отражался от зеркала на стену или потолок.

На потолке я увидел радугу. Эксперимент удался.

Опыт 5.

Оборудование: компьютерный диск, источник света - солнце.

Описание: В солнечный день направляем компьютерный диск под углом 25°. Если диск «поймает» луч света, то в результате преломления луча на стене или на потолке возникнет радуга.

Результаты.

Изучив литературу, я узнал, 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.

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 узнал, как появляется радуга и почему она цветная.

Из истории изучения радуги я выяснил, что многие пытались объяснить природу этого явления, но полно это явление раскрыл Исаак Ньютон более 300 лет тому назад.

Мне удалось получить радугу в домашних условиях. Эксперимент прошел удачно и я мог любоваться этой красотой дома.

Выводы.

По полученным результатам, я пришел к выводам, что:

1. Причиной возникновения радуги является преломление и «распад» солнечного света в каплях воды и отражение этого света на небе.

2.Получение и наблюдение радуги в домашних условиях возможно.

Заключение

Выполнив эту работу, я убедился, что радуга — хорошо известное оптическое явление в атмосфере; наблюдается, когда солнце освещает пелену падающего дождя и наблюдатель находится между солнцем и дождём. Радуга наблюдается не только на пелене дождя. 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.

Интересно расположение цветов в радуге. Оно всегда постоянно. Красный цвет главной радуги расположен на ее верхнем крае, фиолетовый - на нижнем. Между этими крайними цветами следуют друг за другом остальные цвета в такой же последовательности, как в солнечном спектре. В принципе в радуге никогда не бывают представлены все цвета спектра. Чаще всего в ней отсутствуют или слабо выражены синий, темно-синий и насыщенный чисто красный цвета. С увеличением размеров капель дождя происходит сужение цветных полос радуги, сами же цвета становятся более насыщенными.

При этом узнал, как благодаря Ньютону были разрушены вековые представления о происхождении цветов.

Получение радуги экспериментальным методом (искусственная радуга) позволяет провести исследование этой радуги. Полученные результаты при исследовании могут быть интересны для школьников.

Литература:

1.Ожегов С.И. и Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка. 4-е издание., дополненное. - М.: ООО «А ТЕМП», 2008.

2.Травина И.В. 365 рассказов о планете Земля/Науч.-поп.издание для детей. - М.:ЗАО «РОСМЕН-ПРЕСС», 2007.

3.Энциклопедия для любознательных «Где, что и когда?» ЗАО Компания «Махаон» - М.: 2007.

Радуга

Радуга - атмосферное, оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении Солнцем (или Луной) множества водяных капель (дождя или тумана). Радуга выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра (от внешнего края: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). На самом деле, спектр непрерывен, и его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.

Радуга над Ладожским озером

Чтобы увидеть радугу, солнце у наблюдателя должно находиться за спиной, и, в то же время, солнце, сам наблюдатель и центр окружности видимой впереди радуги должны располагаться на одной прямой. Для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга, часть окружности, и чем выше точка наблюдения - тем она полнее (с горы или самолёта можно увидеть и полную окружность). Когда Солнце поднимается выше 42 градусов над горизонтом, радуга с поверхности Земли не видна.

Полная радуга, видимая с самолета

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды, парящими в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов. Из видимых для человеческого глаза цветов слабее всего отклоняется красный свет, а сильнее всего фиолетовый. В результате белый солнечный свет разлагается в спектр (разноцветные полосы), и наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).

В яркую лунную ночь можно наблюдать и радугу от Луны . Поскольку рецепторы человеческого глаза, работающие при слабом освещении, - «палочки» - не воспринимают цвета, лунная радуга выглядит белёсой; чем ярче свет, тем «цветнее» радуга (в её восприятие включаются цветовые рецепторы - «колбочки»).

Лунная радуга

Чаще всего наблюдается простая радуга-дуга, но известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или похоже выглядят. Среди них, например, туманная (белая) радуга, возникающая на очень маленьких капельках тумана, и огненная радуга , возникающая на перистых облаках. Когда радуга появляется над поверхностью воды (или над другой отражающей поверхностью, например, мокрым песком), может возникнуть так называемая отражённая радуга . Она появляется, когда солнечный свет отражается от поверхности воды до того, как попадает на дождевые капли, где происходит преломление. Необходимо, чтобы водная поверхность была достаточно большой, спокойной и близкой к стене дождя. Из-за большого количества условий отражённая радуга - редкое явление. Отражённая радуга пересекает основную на уровне горизонта, далее проходит над ней. Так как солнечный свет предварительно отражается от воды, яркость отражённой радуги ниже основной.

Белая, или туманная радуга

Отражённая радуга (верхняя) и основная радуга (нижняя) на закате

При определённых обстоятельствах можно увидеть
двойную, перевёрнутую или даже кольцевую радугу . На самом деле это явления другого процесса - преломления света в кристаллах льда, рассеянного в атмосфере, и относятся к гало (оптический феномен, светящееся кольцо вокруг источника света). Для появления в небе перевернутой радуги необходимы специфические погодные условия, характерные для Северного и Южного полюсов. Перевернутая радуга образуется за счет преломления света, проходящего через льдинки тонкой завесы облаков на высоте 7 - 8 тысяч метров. Цвета в такой радуге располагаются тоже наоборот: фиолетовый вверху, а красный - внизу.

Двойная радуга (Новосибирск)

Классическое гало вокруг Солнца в Гималаях (Непал)

Перевернутая радуга (Аляска)

Персидский астроном Кутб ад-Дин аш-Ширази (1236-1311), видимо, был первым, кто дал достаточно точное объяснение феномена. Примерно одновременно аналогичное объяснение радуги предложил и немецкий учёный Дитер Фрейбургский . Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году хорватскийм учёным, архиепископом Марком Антонием де Доминисом . На основании опытных наблюдений он пришёл к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления - при входе в каплю и при выходе из неё. Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1635 году в своём труде «Метеоры» в главе «О радуге». В частности, он верно объяснил механизм образования вторичной радуги. Исаак Ньютон в своём трактате «Оптика» дополнил теорию Декарта и де Доминиса тем, что разъяснил причины возникновения цветов радуги. При этом И. Ньютон выделял семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий, индиго и фиолетовый. Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, во многих странах в нём выделяют 7 или 6 (например, в англоязычных странах) цветов. Считают, что первым выбрал число 7 И. Ньютон.

Исаак Ньютон в своей лаборатории изучает разложение солнечного луча, пройденного сквозь круглое отверстие в шторе, на спектр с помощью стеклянной призмы

Анкудинова Валерия

Скачать:

Предварительный просмотр:

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Верхнедубровская средняя общеобразовательная школа»

Чудесное явление природы – радуга-дуга

реферат

Исполнитель: Анкудинова Валерия, ученица 3в класса,

Руководитель: Малых Е.И., учитель начальных классов первой кв. категории

Верхнее Дуброво, 2013

Введение

Радуга – одно из самых красивых природных явлений. Как-то раз я услышала сказку, и в ней говорилось, что в месте, где заканчивается радуга, находятся сокровища. Многие пытались их найти, но всё безрезультатно.

Среди ярчайших явлений природы радуга одно из самых красивых. Какое из природных явлений может сравниться по красоте с радугой? Возможно полярное сияние, вот только его видели совсем не много человек. Пройдет гроза, и на небе вспыхивает радуга. Иногда можно увидеть сразу две радуги. Вторая, как правило, значительно бледнее первой, а цвета в ней идут в обратном порядке. Она настолько красивая, 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.

Взрослые не так воспринимают радугу, как дети. Для детей радуга – это волшебство, а для взрослых – это воспоминания о детстве и радости.

Тогда я решила узнать всю историю происхождения радуги.

Какое же это разноцветное чудо природы? Как образуется радуга? А можно ли наблюдать эту красоту дома? Какие еще существуют радуги?

Эти вопросы заинтересовали меня. А эта тема стала мне интересна потому, что не многие знают, как образуется радуга. Чтобы ответить на все возникшие вопросы, я решила провести исследовательскую работу.

Исследуя эту загадку природы, я смогу дать точный ответ на поставленные мною вопросы.

Цель моей работы: узнать причину появления радуги.

Поставленные мною задачи :

1. Узнать, кто раскрасил радугу.
2. Узнать историю изучения радуги.

Объектом исследования является природное явление радуга.

Предмет исследования – понятие «радуга» как природное явление.

Что такое радуга?

Есть несколько версий того, откуда произошло слово радуга. Самое распространенное, что слово «радуга» произошло от "райдуга", что в переводе с украинского языка означает «пестрая дуга».

Для того, чтобы узнать причину возникновения радуги, я начала с изучения литературы. В толковых словарях даны понятия радуги:

• Радуга – это разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.
• Радуга - это атмосферное явление, наблюдаемое во время или после дождя.

Радуга - одно из самых красивых явлений природы, и люди уже давно задумывались над ее природой. Даже Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину радуги.

Я узнала, что радугу можно увидеть около водопадов, фонтанов, разбрызгиваемых поливальной машиной. У фонтанов и водопадов случалось видеть две и более дуг. Можно самому создать завесу капель из ручного пульверизатора и, встав спиною к солнцу, увидеть радугу, созданную собственными руками. Поливая растения в саду в яркий солнечный день, в брызгах воды тоже можно увидеть маленькую радугу.

Как появляется радуга?

После жаркого душного дня сгустились тучи, и полил дождь. Когда он прекратился, над горизонтом засверкало заходящее солнце. И в это время под тёмной уходящей тучей, словно гигантская дуга, изогнутая к земле, появилась радуга: семь чистых цветов, незаметно переходящих один в другой – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Почему в воздухе возникло такое чудо? А причина этому – солнечный свет, как будто бы белый, а на самом деле состоящий из семи цветов. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их, как белый свет. Но вот на их пути встретилась дождевая капля. А капля по форме близка к призме – геометрической фигуре.

Когда луч солнечного света проходит через стеклянную призму или через каплю, составляющие его лучи отклоняются на неодинаковые углы. Меньше всего отклоняются лучи красного цвета, больше всего – фиолетового. Белый луч распадается на составные лучи, и на стене за призмой появляется красивый разноцветный зайчик, а на небе – радуга.

Наружный край изогнутой полосы радуги обычно оказывается красным. За ним следуют к внутреннему краю другие цвета радужного спектра, вплоть до синего и фиолетового.

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.

Радуга появляется только во время ливня, когда идёт дождь, и одновременно светит солнце. Находиться необходимо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождём (он должен быть перед тобой). Иначе радуги не увидеть!

Солнце посылает свои лучи, которые, попадая на капельки дождя, создают спектр. Солнце, ваши глаза и центр радуги должны находиться на одной линии.

Если солнце высоко в небе, провести такую прямую линию невозможно. Вот почему радугу можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру. Утренняя радуга означает, что солнце находится на востоке, а дождь идёт на западе. При послеобеденной радуге солнце расположено на западе, а дождь – на востоке.

Чтобы запомнить последовательность цветов в радуге, люди придумали специальные простые фразы. В них первые буквы соответствуют первым буквам названий цветов:

1. К ак о днажды Ж ак- з вонарь г оловой с ломал ф онарь.
2. К рот о вце, ж ирафу, з айке г олубые с шил ф уфайки.
3. К аждый о хотник ж елает з нать, г де с идит ф азан.

Какие бывают радуги?

В ходе исследования я узнала, что на земле бывают разные радуги.

Радуга бывает с одной, с двумя дугами. Мало кому известно, но существует и ночная радуга. Ночью, когда заканчивается дождь, радуга может возникнуть и в результате действия лучей, отражаемых луной. Несомненно, она не такая яркая, как днем, но видно ее замечательно. В зимнее время радуга возникает очень редко, но по своей красочности и живописности она отличается от всех остальных.

Красная…

Красная радуга появляется в небе только на закате и является последним аккордом радуги обыкновенной. Иногда она бывает чрезвычайно яркой и остается видна даже через 5-10 минут после захода солнца. При закате лучи проходят сквозь воздух более длинный путь, а так как показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), то красный свет меньше отклоняется при преломлении. Когда Солнце опускается за горизонт, радуга сначала теряет самые короткие – фиолетовые- волны. Они рассеиваются сразу. Потом исчезают синие, голубые, зеленые, желтые … Остается самая стойкая – красная дуга..

Белая…

Почему же радуга кажется нам белой? Дело в размере капель, от которых отражаются солнечные лучи. Белая радуга появляется в туманную погоду. Размеры частичек тумана настолько малы, что отдельные цветные полосы, на которые распадается при преломлении солнечный луч, расходятся в стороны не широким разноцветным веером, а едва-едва раскрывшимся. Краски как бы налагаются друг на друга, и глаз уже не различает цветов, а видит лишь бесцветную светлую дугу-белую радугу.

Лунная…

Ночью, когда высоко в темном, обязательно темном, небе висит полная, обязательно полная, луна и при этом напротив луны идет дождь, может посчастливиться увидеть ночную радугу! Условий для ее появления достаточно много, поэтому мы видим лунную радугу мы редко. Редко, но можно! И она тоже будет казаться нам белой. Хотя на самом деле вполне разноцветная.

Дело в том, что наше зрение устроено так, что при слабом освещении наиболее чувствительные рецепторы глаза – «палочки»- почти не работают, вот лунная радуга и выглядит белесой.

Огненная…

Огненная радуга – один из самых редких атмосферных феноменов. Она образуется из-за прохождения света через легкие перистые облака и возникает только тогда, когда солнце находится очень высоко в небе…

Получается, что загадочный небесный «огонь» рождается изо льда! Ведь перистые облака расположены очень высоко над землей, где в любое время года очень холодно, а потому и состоят они из плоских ледяных кристалликов!

К сожалению, такое, мягко говоря, совпадение – шестиугольные кристаллы, перистые облака и высоко стоящее солнце – случается не часто. Потому-то огненная радуга относительно редкое и уникальное явление.

«Смайлик» в небе перевернутая радуга (иначе ее называют околозенитной) является разновидностью огненной радуги и встречается еще реже. Дополнительно к условиям появления огненной радуги для ее появления радужного смайлика в небе необходимо, чтобы центр ее дуги находился в точке зенита, расположенном выше Солнца приблизительно на 46°. околозенитная радуга очень яркая, с обратным расположением цветов спектра: фиолетовый наверху, красный внизу.

Исследование Ньютона

Интересно, а пытался ли кто-нибудь в истории человечества познать природу радуги?

Ответ на этот вопрос я нашла в Интернете.

Первая попытка объяснить радугу была сделана в 1611 г. архиепископом Антонио де Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни.

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. Но он еще не знал о разложении белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.
Спустя 30 лет Исаак Ньютон объяснил, как преломляются цветные лучи в каплях дождя. По образному выражению американского ученого А. Фразера, сделавшего ряд интересных исследований радуги уже в наше время, «Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил ее всеми красками спектра». Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, по традиции в нем выделяют 7 цветов. Считают, что первым выбрал число 7 Исаак Ньютон, для которого число 7 имело специальное символическое значение. Причём первоначально он различал только пять цветов - красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый.

Несмотря на то, что теория радуги Декарта–Ньютона создана более 300 лет назад, она правильно объясняет основные особенности радуги, в том числе расположение цветов.

Итак, мы выяснили, что радуга круглая. Кроме того, она многослойная. Проходя через каплю, белый солнечный луч превращается в серию цветных воронок, вставленных одна в другую, обращенных к наблюдателю. Наружная воронка красная, в нее вставлена оранжевая, желтая, далее идет зеленая и т. д., внутренняя - фиолетовая.

Легенды народов мира

Люди давно задумывались над природой этого красивейшего явления. Человечество связало радугу с множеством поверий и легенд.

В древнегреческой мифологии, например, радуга – это дорога между небом и землёй, 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. Эту воду они наливают в облака, и оттуда она падает живительным дождём.

Суеверные люди считали, что радуга является дурным знаком. Они считали, что души умерших переходят в потусторонний мир по радуге, и, если появлялась радуга, это означало чью-то близкую кончину.

Радуга также фигурирует во многих народных приметах, связанных с предсказанием погоды. Например, радуга высокая и крутая предвещает хорошую погоду, а низкая и пологая – плохую.

Заключение

Выполнив эту работу, я убедилась, что радуга - хорошо известное оптическое явление в атмосфере; наблюдается, когда солнце освещает пелену падающего дождя и наблюдатель находится между солнцем и дождём. Радуга наблюдается не только на пелене дождя. 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.

Интересно расположение цветов в радуге. Оно всегда постоянно. Красный цвет главной радуги расположен на ее верхнем крае, фиолетовый – на нижнем. Между этими крайними цветами следуют друг за другом остальные цвета в такой же последовательности, как в солнечном спектре. В принципе в радуге никогда не бывают представлены все цвета спектра. Чаще всего в ней отсутствуют или слабо выражены синий, темно-синий и насыщенный чисто красный цвета. С увеличением размеров капель дождя происходит сужение цветных полос радуги, сами же цвета становятся более насыщенными.

При этом узнала, как благодаря Ньютону были разрушены вековые представления о происхождении цветов.

Литература

1.Ожегов С.И. и Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка. 4-е издание., дополненное. – М.: ООО «А ТЕМП», 2008.

2.Травина И.В. 365 рассказов о планете Земля/Науч.-поп.издание для детей. – М.:ЗАО «РОСМЕН-ПРЕСС», 2007.

3.Энциклопедия для любознательных «Где, что и когда?» ЗАО Компания «Махаон» - М.: 2007.

Радуга

Радуга - это красивое небесное явление - всегда привлекала внимание человека. В прежние времена, когда люди еще мало знали об окружающем мире, радугу считали «небесным знамением». Так, древние греки думали, что радуга - это улыбка богини Ириды.

Радуга наблюдается в стороне, противоположной Солнцу, на фоне дождевых облаков или дождя. Разноцветная дуга обычно находится от наблюдателя на расстоянии 1-2 км, а иногда ее можно наблюдать на расстоянии 2-3 м на фоне водяных капель, образованных фонтанами или распылителями воды.

Центр радуги находится на продолжении прямой, соединяющей Солнце и глаз наблюдателя - на противосолнечной линии. Угол между направлением на главную радугу и противосолнечной линией составляет 41є - 42є

В момент восхода солнца противосолнечная точка находится на линии горизонта, и радуга имеет вид полуокружности. По мере поднятия Солнца противосолнечная точка опускается под горизонт и размер радуги уменьшается. Она представляет собой лишь часть окружности.

Часто наблюдается побочная радуга, концентрическая с первой, с угловым радиусом около 52є и обратным расположением цветов.

Основная радуга образуется за счёт отражения света в каплях воды. А побочная радуга образуется в результате двукратного отражения света внутри каждой капли. В этом случае лучи света выходят из капли под другими углами, чем те, которые дают основную радугу, и цвета в побочной радуге располагаются в обратной последовательности.

Ход лучей в капле воды: а - при одном отражении, б - при двух отражениях

При высоте Солнца 41є главная радуга перестает быть видимой и над горизонтом выступает лишь часть побочной радуги, а при высоте Солнца более 52є не видна и побочная радуга. Поэтому в средних экваториальных широтах в околополуденные часы это явление природы никогда не наблюдается.

У радуги различают семь основных цветов, плавно переходящих один в другой. Вид дуги, яркость цветов, ширина полос зависят от размеров капелек воды и их количества. Большие капли создают более узкую радугу, с резко выделяющимися цветами, малые - дугу расплывчатую, блеклую и даже белую. Вот почему яркая узкая радуга видна летом после грозового дождя, во время которого падают крупные капли.

Впервые теория радуги была дана в 1637 году Рене Декартом. Он объяснил радугу, как явление, связанное с отражением и преломлением света в дождевых каплях. Образование цветов и их последовательность были объяснены позже, после разгадки сложной природы белого света и его дисперсии в среде.

Образование радуги

Можно рассмотреть простейший случай: пусть на капли, имеющих форму шара, падает пучок параллельных солнечных лучей. Луч, падающий на поверхность капли в точке А, преломляется внутри нее по закону преломления: n sin б=n sin в, где n=1, n?1,33 - соответственно показатели преломления воздуха и воды, б - угол падения, а в - угол преломления света.

Внутри капли идет по прямой луч АВ. В точке В происходит частичное преломление луча и частичное его отражение. Надо заметить, что, чем меньше угол падения в точке В, а следовательно и в точке А, тем меньше интенсивность отраженного луча и тем больше интенсивность преломленного луча.

Луч АВ после отражения в точке В происходит под углом в` = в попадает в точку С, где также происходит частичное отражение и частичное преломление света. Преломленный луч выходит из капли под углом г, а отраженный может пройти дальше, в точку D и т. д. Таким образом, луч света в капле претерпевает многократное отражение и преломление. При каждом отражении некоторая часть лучей света выходит наружу и интенсивность их внутри капли уменьшается. Наиболее интенсивным из выходящих в воздух лучей является луч, вышедший из капли в точке В. Но наблюдать его трудно, так как он теряется на фоне ярких прямых солнечных лучей. Лучи же, преломленные в точке С, создают в совокупности на фоне темной тучи первичную радугу, а лучи, испытывающие преломление в точке D дают вторичную радугу, которая менее интенсивна, чем первичная.

При рассмотрении образования радуги нужно учесть еще одно явление - неодинаковое преломление волн света различной длины, то есть световых лучей разного цвета. Это явление носит название дисперсии. Вследствие дисперсии углы преломления г и угла отклонения лучей в капле различны для лучей различной окраски.

Радуга возникает вследствие дисперсии солнечных лучей в капельках воды. В каждой капельке луч испытывает многократное внутреннее отражение, но при каждом отражении часть энергии выходит наружу. Поэтому чем больше внутренних отражений испытают лучи в капле, тем слабее радуга. Наблюдать радугу можно, если Солнце находится позади наблюдателя. Поэтому самая яркая, первичная радуга формируется из лучей, испытавших одно внутреннее отражение. Они пересекают падающие лучи под углом около 42°. Геометрическим местом точек, расположенных под углом 42° к падающему лучу, является конус, воспринимаемый глазом в его вершине как окружность. При освещении белым светом будет получаться цветная полоса, причем красная дуга всегда выше фиолетовой.

Чаще всего мы наблюдаем одну радугу. Нередки случаи, когда на небосводе появляются одновременно две радужные полосы, расположенные одна за другой; наблюдают и еще большее число небесных дуг - три, четыре и даже пять одновременно. Оказывается, что радуга может возникать не только от прямых лучей; нередко она появляется и в отраженных лучах Солнца. Это можно видеть на берегу морских заливов, больших рек и озер. Три-четыре радуги - обыкновенные и отраженные - создают подчас красивую картину. Так как отраженные от водной поверхности лучи Солнца идут снизу вверх, то радуга образующаяся в лучах, может выглядеть иногда совершенно необычно.

Не следует думать, что радугу можно наблюдать только днем. Она бывает и ночью, правда, всегда слабая. Увидеть такую радугу можно после ночного дождя, когда из-за туч выглянет Луна.

Некоторое подобие радуги можно получить на таком опыте : Нужно колбу, наполненную водой, осветить солнечных светом или лампой через отверстие в белой доске. Тогда на доске отчетливо станет видна радуга, причем угол расхождения лучей по сравнению с начальным направлением составит около 41°- 42°. В естественных условиях экрана нет, изображение возникает на сетчатке глаза, и глаз проецирует это изображение на облака.

Если радуга появляется вечером перед заходом Солнца, то наблюдают красную радугу. В последние пять или десять минут перед закатом все цвета радуги, кроме красного, исчезают, она становится очень яркой и видимой даже спустя десять минут после заката.

Красивое зрелище представляет собой радуга на росе. Ее можно наблюдать при восходе Солнца на траве, покрытой росой. Эта радуга имеет форму гиперболы.

Окологоризонтальная дуга.

Известна как “огненная радуга”. Цветные полосы возникают прямо на небосводе в результате прохождения света через кристаллы льда в перистых облаках, покрывая небо “радужной пленкой”. Этот природный феномен очень трудно увидеть, так как и кристаллы льда, и солнечный свет должны оказаться под определенным углом друг к другу, чтобы создать эффект “огненной радуги”

Призрак Броккена.

В некоторых районах Земли можно наблюдать удивительное явление: человек, стоящий на холме или горе, за спиной которого восходит или заходит солнце, обнаруживает, что его тень, упавшая на облака, становится неправдоподобно огромной. Это происходит из-за того, что мельчайшие капли тумана особым образом преломляют и отражают солнечный свет. Свое название явление получило по имени вершины Броккен в Германии, на которой, из-за частых туманов, можно регулярно наблюдать этот эффект.

Околозенитная дуга.

Околозенитная дуга - это дуга с центром в точке зенита, расположенная выше Солнца приблизительно на 46 градусов. Она видна редко и только в течение нескольких минут, имеет яркие цвета, четкие очертания и всегда параллельна горизонту. Стороннему наблюдателю она напомнит улыбку Чеширского Кота или перевернутую радугу.

Туманная радуга.

Туманный ореол похож на бесцветную радугу. Как и обычная радуга, этот ореол образуется путем преломления света через водяные кристаллы. Однако, в отличие от облаков, формирующих обычную радугу, туман, рождающий этот ореол, состоит из более мелких частиц волы, и свет, преломляясь в крошечных капельках, не расцвечивает его.

Глория.

Когда свет подвергается эффекту обратного рассеивания (дифракция света, ранее уже отраженного в водяных кристаллах облака), он возвращается от облака в том же направлении, по которому падал, и образует эффект, получивший название “Глория”. Наблюдать этот эффект можно только на облаках, которые находятся прямо перед зрителем или ниже его, в точке, которая находится на противоположной стороне к источнику света. Таким образом, увидеть Глорию можно только с горы или из самолета, причем источники света (Солнце или Луна) должны находиться прямо за спиной наблюдателя. Радужные круги Глории в Китае еще называют Светом Будды. На этой фотографии прекрасный радужный ореол окружает тень воздушного шара, упавшую на находящееся ниже него облако.

Гало в 22 градуса.

Белые световые окружности вокруг Солнца или Луны, которые возникают в результате преломления или отражения света находящимися в атмосфере кристаллами льда или снега, называются гало. В атмосфере присутствуют небольшие кристаллы воды, и когда их грани образуют прямой угол с плоскостью, проходящей через Солнце, того, кто наблюдает эффект, и кристаллы, на небе становится виден характерный белый ореол, окружающий Солнце. Так грани отражают лучи света с отклонением на 22 градуса, образуя гало. В холодное время года гало, образованные кристаллами льда и снега на поверхности земли, отражают солнечный свет и рассеивают его в разных направлениях, образуя эффект под названием “бриллиантовая пыль”.

Радужные облака.

Когда Солнце располагается под определенным углом к капелькам воды, из которых состоит облако, эти капли преломляют солнечный свет и создают необычный эффект “радужного облака”, окрашивая его во все цвета радуги. Своей расцветкой облака, как и радуга, обязаны различной длине волн света.

Лунная дуга.

Темное ночное небо и яркий свет Луны часто порождают явление, именуемое “лунной радугой” - радуга, появляющаяся в свете Луны. Такие радуги располагаются на противоположной от Луны стороне небосвода и чаще всего кажутся абсолютно белыми. Впрочем, иногда их можно увидеть во всей красе.

Паргелий.

“Паргелий” в переводе с греческого - “ложное солнце”. Это одна из форм гало (см. пункт 6): на небе наблюдается одно или несколько дополнительных изображений Солнца, расположенных на той же высоте над горизонтом, что и настоящее Солнце. Миллионы кристаллов льда с вертикальной поверхностью, отражающие Солнце, и образуют это красивейшее явление.

Радуга.

Радуга - самое красивое атмосферное явление. Радуги могут принимать различные формы, общим для них является правило расположения цветов - в последовательности спектра (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый). Радуги можно наблюдать, когда Солнце освещает часть неба, а воздух насыщен капельками влаги, например, во время или сразу после дождя. В древности появлениям радуги на небе придавали мистический смысл. Увидеть радугу считалось хорошим предзнаменованием, проехать или пройти под ней сулило счастье и успех. Двойная радуга, как говорили, приносит удачу и исполняет желания. Древние греки верили, что радуга - это мост на небо, а ирландцы считали, что на другом конце радуги находится легендарное золото лепреконов.

Северное сияние.

Свечение, наблюдаемое на небе в полярных областях, называют северным, или полярным сиянием а так же южным - в Южном полушарии). Предполагается, что этот феномен существует также и в атмосферах других планет, например Венеры. Природа и происхождение полярных сияний - предмет интенсивных исследований, и в этой связи были разработаны многочисленные теории.” Полярные сияния, как считают ученые, возникают вследствие бомбардировки верхних слоев атмосферы заряженными частицами, движущимися к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля из области околоземного космического пространства, называемой плазменным слоем. Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, окружающих северный м южный магнитные полюса (авроральные овалы)”.

Конденсационный (инверсионный) след.

Конденсационные следы - это белые полосы, оставляемые в небе самолетами. По своей природе они являются сконденсированным туманом, состоящим из влаги, находящейся в атмосфере и выхлопных газах двигателей. Чаще всего эти следы недолговечны - под воздействием высоких температур они попросту испаряются. Однако некоторые из них спускаются в более низкие слои атмосферы, образуя перистые облака. Экологи считают, что преобразованные таким образом конденсационные следы самолетов оказывают негативное влияние на климат планеты. Тонкие высотные перистые облака, которые получаются из видоизмененных самолетных следов, препятствуют прохождению солнечных лучей и как следствие понижают температуру планеты, в отличие от обычных перистых облаков, которые способны сохранять тепло земли.

След выхлопных газов ракеты.

Воздушные потоки в высоких слоях атмосферы деформируют инверсионные следы космических ракет, а частички выхлопных газов преломляют солнечный свет и окрашивают следы во все цвет радуги. Огромные разноцветные завитки тянутся на несколько километров по всему небу перед тем, как испариться.

Поляризация.

Поляризация - это ориентированность электромагнитных колебаний световой волны в пространстве. Поляризация света возникает, когда свет под определенным углом падает на поверхность, отражается и становится поляризованным. Поляризованный свет также свободно распространяется в пространстве, как и обычный солнечный свет, но человеческий глаз, как правило, не способен уловить изменение цветовых оттенков в результате усиления эффекта поляризации. Этот снимок, сделанный при помощи широкоугольного объектива с поляризационным фильтром показывает, какой интенсивно-синий цвет придает небу электромагнитный заряд. Такое небо мы можем увидеть только через фильтр фотокамеры.

Звездный след.

Невидимый невооруженным глазом “звездный след” можно запечатлеть на фотокамеру. Этот снимок был сделан ночью, при помощи камеры, установленной на штатив, с полностью открытой диафрагмой объектива и более чем часовой выдержкой. На фотографии показано “движение” звездного неба - естественное изменение положения Земли в результате вращения заставляет звезды “двигаться”. Единственная неподвижная звезда - Полярная, которая указывает на астрономический Северный полюс.

Сумеречные лучи.

Сумеречные лучи - расходящиеся пучки солнечного света, которые становятся видны благодаря освещению ими пыли в высоких слоях атмосферы. Тени от облаков образуют темные полосы, а между ними распространяются лучи. Этот эффект наблюдается, когда Солнце находится низко над горизонтом перед закатом или после рассвета.

Мираж.

Оптический эффект, обусловленный преломлением света при прохождении через слои воздуха разной плотности, выражается в возникновении обманного изображения - миража. Миражи можно наблюдать в жарком климате, особенно в пустынях. Ровная поверхность песка вдалеке становится похожей на открытый источник воды, особенно если смотреть вдаль с дюны или холма. Похожая иллюзия возникает в городе в жаркий день, на нагретом лучами солнца асфальте. На самом деле “водная поверхность” - это ни что иное, как отражение неба. Иногда миражи показывают целые объекты, находящиеся на большом расстоянии от наблюдателя.

Столбы света.

Плоские кристаллы льда отражают свет в верхних слоях атмосферы и образуют вертикальные столбы света, словно выходящие из земной поверхности. Источниками света могут являться Луна, Солнце или огни искусственного происхождения.

А это явление, которое жители острова Мадейра, что в Атлантическом океане, наблюдали однажды, не поддается никакой классификации.