Исследовательский проект "Радуга - знакомая незнакомка"

Муниципальный орган управления образования

Городского округа Краснотурьинск

МАОУ «СОШ № 19 с углублённым изучением отдельных предметов»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

« Радуга – знакомая незнакомка»

Исполнитель: Подойников Артём

                                                                               ученик 4 класса Б

                                                                         Руководитель

                                                                                 Гейс С. В.

                                                                                              учитель начальных классов

                                                                                            первая квалификационная

                                                                категория

ГО Краснотурьинск

2014

Содержание

1.Введение.

Радуга - одно из самых красивых явлений природы. С давних пор людей интересовало происхождение этого явления, с радугой связывали различные добрые поверья, ее появление толковали как добрый знак.

Что же такое радуга? Радуга – это оптическое явление, связанное с преломлением световых лучей на многочисленных капельках воды во время дождя.

Обычно наблюдаемая радуга - это цветная дуга угловым радиусом 420, видимая на фоне завесы ливневого дождя или полос падения дождя, часто не достигающих поверхности Земли. Радуга видна в стороне небосвода, противоположной Солнцу, и обязательно при Солнце, не закрытом облаками. Такие условия чаще всего создаются при выпадении летних ливневых дождей, называемых в народе « грибными » дождями. Находиться необходимо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (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.

Внешняя дуга радуги красная, за нею идет оранжевая, желтая, зеленая дуги и т. д., кончая внутренней фиолетовой. Радуги можно увидеть около водопадов, фонтанов, на фоне завесы капель, разбрызгиваемых поливальной машиной.

Как и где образуется радуга? Когда её можно увидеть? Можно ли экспериментально создать радугу?  Меня заинтересовали ответы на эти вопросы, поэтому для своей работы я выбрал тему «Радуга – знакомая незнакомка».

Цель моей работы: Знакомство с природным явлением «радуга».

Для достижения этой цели передо мной стояли следующие задачи:

1. Найти и  изучить информационный материал, описывающий и объясняющий возникновение радуги.

2. Изучить определение значения слова «радуга» в разных  словарях.

3. Познакомиться с легендами и верованиями, связанными с радугой.

4. Познакомиться с историей изучения радуги учеными, а также с творчеством поэтов, посвященному радуге.

5. Запомнить порядок цветов в радуге с помощью мнемонических фраз.

6. Получить радугу в домашних условиях.

7. Узнать практическое применение спектра.         

  Исходя из вышесказанного, я выдвинул следующую гипотезу:

• Если заменить солнечные лучи искусственным источником света, тоже можно получить радугу.

Основные методы, которые я использовал:

• изучение литературы,
• наблюдение,  
• эксперимент.

2. Значение слова «радуга» в разных словарях.

Различные источники информации трактуют определения «радуга» следующим образом:

- В Большой Российской энциклопедии и  Новом энциклопедическом словаре «Радуга» определена как – «разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается, когда Солнце освещает завесу дождя, расположенную на противоположной от него стороне неба. Объясняется преломлением, отражением и дифракцией света в каплях дождя».

- В Толковом словаре русского языка С.И.Ожегова, Н.Ю. Шведова «Радуга» - это «разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления  солнечных лучей в дождевых каплях».

- В Толковом словаре русского языка Ефремова Т.Ф. «Радуга» - «оптическое атмосферное явление, возникающее вследствие  преломления  в водяных каплях солнечных лучей и имеющее вид разноцветной дуги на небесном своде».

- В Толковом словаре В.И. Даля для детей «Радуга» - «Божья дуга, Ноев завет; небесное явление: семицветная дуга под облаками, от солнца позадь дождя».  

- В Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона «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».

- В Этимологическом словаре русского языка для школьников «Радуга» - «происхождение слова не ясно на данный момент. Возможно, имеет общий корень с рад, которое в древнерусском языке имело значение «весёлый». В русских народных говорах радугу называют весёлка».

3. Легенды и верования, связанные с радугой.

Сегодня каждый понимает, что радуга – это игра света в капельках дождя, но независимо от возраста каждый человек испытывает радость и восторг, видя в небе разноцветную дугу. И все верят, что это добрый знак.

В древности люди с радугой связывали множество легенд и поверий.

Многие народы считали радугу мостом, связывающим небо и землю, дорогой, по которой души умерших отправлялись в загробный мир.

Ее сравнивают также с гигантской змеей, пьющей воду из морей, рек и озер, которую она потом выпускает на землю в виде дождя.

Древние славяне верили, что радуга - блестящее коромысло, с помощью которого богиня Лада Перуница черпает воду из моря-океана и орошает ею поля.

Существует очень красивая легенда о душах умерших животных и радуге. На самом краю небосклона есть место, называемое Мостом Pадуги.
Когда животное умирает, особенно если оно было очень любимо кем-то в этой жизни, оно попадает на Мост Pадуги. Там бескрайние луга и холмы, по которым наши друзья могут бегать и играть все вместе. Там изобилие пищи, воды и солнечного света. И там нашим любимцам тепло и комфортно.

В этом краю все больные и старые животные превращаются в молодых и полных энергии; имевшие травмы и увечья снова становятся здоровыми и сильными. Время для них летит незаметно, если только мы вспоминаем о них в своих мечтах и снах. Животные там счастливы и довольны всем кроме одного - каждый из них ушел раньше и оставил в этой жизни кого-то очень дорогого ему.

Старинное английское поверье гласит о том, что у подножия радуги можно найти горшок с золотом.

Считается, что каждый цвет радуги олицетворяет божественное проявление. Красный - гнев божий, зеленый - надежду, желтый - щедрость, синий - умиротворение, фиолетовый - величие, голубой - прощение, оранжевый - любовь.

Народная мудрость и длительные наблюдения привели к возникновению  «радужных» примет:

По радуге издавна предсказывают погоду:  вечерняя радуга предвещает хорошую погоду, а утренняя - дождливую.

Узнают по ней и о будущем урожае. Если долго нет радуги на небе - год будет неурожайный. Самыми урожайными считаются места, где радуга соприкасается с землей. Кроме того, каждая цветная полоса символизирует определенный продукт. Красная - виноград, желтая - подсолнечник, зеленая - зерновые, синяя - овощи и т.д. По ширине полос определяют, что уродится лучше всего.

Хорошая примета - увидеть радугу в день свадьбы. Поэтому теперь на свадьбах делают искусственную радугу из лент и шаров, чтобы молодожены прожили вместе долгую и счастливую жизнь.

4.История исследования радуги учеными.

А пытался ли кто-нибудь в истории человечества познать природу радуги? Конечно. С самых древних времен люди пытались объяснить природу радуги.

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 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.

Научное объяснение радуги в 1637 году дал Рене Декарт. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. В то время еще не была открыта дисперсия - разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой. Спустя 30 лет Исаак Ньютон, открывший дисперсию белого света при преломлении, дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в каплях дождя. Несмотря на то, что теория радуги Декарта - Ньютона создана более 300 лет назад, она правильно объясняет основные особенности радуги.

По образному выражению американского ученого А. Фразера: «Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил ее всеми красками спектра».

5. Радуга как символ.

Радуга — символ небесного чистого, дарующего жизнь, таинственного и величественного. Радуга символизирует связь между небом и землей. Согласно Библии, была создана Богом после Всемирного потопа, как знак обещания никогда больше не насылать на людей потоп. В средневековых христианских изображениях Христос в день Страшного Суда восседает на радуге. Радуга также ассоциируется с Девой Марией как посредником между Богом и людьми. Иногда она, будучи трехцветной, может ассоциироваться с Троицей. 

В Древнем Китае радугу рассматривали как символ объединения инь и янь, часто изображали ее в виде змеи с головами на обоих концах. Считалось неуважительным показывать на нее пальцем.

В Древнем Перу (империя инков) радуга связывалась со святым солнцем, и «короли инков носили ее в своем гербе и знаках отличия» (Гарсиласо де ла Вега, 1539 — 1616).

Радуга - это образ мирного небесного огня, в отличие от молнии как выражения гнева небесных сил. Появление радуги после грозы, на фоне умиротворенной природы, вместе с солнцем, позволяло трактовать ее как символ мира. Полусфера радуги считалась сферой (вторая половина которой якобы погружена в океан), что подчеркивало божественное совершенство этого природного явления.

Символ Олимпийских игр - переплетенные пять разноцветных колец - трактуется как разложенная по цветам радуга. Радуга в своем естественном виде входит в ряд гербов стран "третьего мира", хотя это и не соответствует канонам геральдики.

6. Мнемонические фразы (расположение цветов в радуге).

Как я уже отмечал, радуга состоит из всех цветов спектра, которые плавно переходят друг в друга. Но принято выделять только  семь основных цветов радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Для запоминания порядка цветов в радуге придумали замечательные мнемонические фразы. Мнемонические фразы позволяют запоминать информацию методом ассоциации.

Цвета радуги можно запомнить по первым буквам следующих фраз, которые еще называют акростихами, потому что в первых буквах каждого слова зашифрован определенный цвет:

1. Самая известная фраза:

Каждый -  красный

Охотник - охотник

Желает – желтый

Знать - зеленый

Где  - голубой

Сидит - синий

Фазан – фиолетовый.

2. Тоже известная фраза:

Как Однажды Жак-Звонарь Головою Сбил Фонарь.

3.  Менее известный детский вариант:

Крот Овце, Жирафу, Зайке Гладил Старые Фуфайки.

4. А вот еще современный вариант, подаренный развитием компьютерной техники:

Каждый Оформитель Желает Знать Где Скачать Фотошоп.

В процессе исследования вопроса о радуге я узнал, что не только в русском языке есть такие мнемонические фразы. Например, в английском языке есть такая фраза:

Richard (Red – красный)

Of (Orange – оранжевый)

York (Yellow - желтый)

Gave (Green - зеленый)

Battle (Blue - голубой)

In (Indigo – синий)

Vain (Violet - фиолетовый).

В переводе на русский язык эта фраза означает «Ричард Йоркский Ричард Йоркский дал битву напрасно», но для запоминания цветов радуги, конечно, перевод не подходит, нужен только английский оригинал с английским названием цветов.

7. Радуга в творчестве поэтов.

Тема радуги очень часто воспевается поэтами в своем творчестве, как для детей, так и для взрослых.

Детские поэты Самуил Яковлевич Маршак и Корней Иванович Чуковский посвятили свои стихи этому чудесному явлению. Вот стихотворение С.Я. Маршака под названием «Радуга-дуга»:

Радуга -дуга

Солнце вешнее с дождем 
Строят радугу вдвоем - 
Семицветный полукруг 
Из семи широких дуг.

Нет у солнца и дождя 
Ни единого гвоздя, 
А построили в два счета 
Поднебесные ворота.

Радужная арка 
Запылала ярко, 
Разукрасила траву, 
Расцветила синеву.

Блещет радуга-дуга. 
Сквозь нее видны луга. 
А за самым дальним лугом - 
Поле, вспаханное плугом. 

А за полем сквозь туман - 
Только море-океан, 
Только море голубое 
С белой пеною прибоя.

Вот из радужных ворот 
К нам выходит хоровод, 
Выбегает из-под арки, 
Всей земле несет подарки.

И чего-чего здесь нет! 
Первый лист и первый цвет, 
Первый гриб и первый гром, 
Дождь, блеснувший серебром, 
Дни растущие, а ночи - 
Что ни сутки, то короче.

Эй, ребята, поскорей 
Выходите, из дверей 
На поля, в леса и парки 
Получать свои подарки!

Поскорей, поскорей 
Выбегай из дверей, 
По траве босиком, 
Прямо в небо пешком.

Ладушки! Ладушки! 
По радуге,  по радужке, 
По цветной дуге 
На одной ноге, 
Вниз по радуге верхом - 
И на землю кувырком!

С.Я. Маршак

Корней Иванович Чуковский вторит С.Я. Маршаку:

Радуга-дуга,

Не давай дождя,

Давай солнышка,

Колоколнышка.

Так бегите же за мною

На зеленые луга,

Где над синею рекою

Встала радуга-дуга.

Мы на радугу вскарабкаемся,

Поиграем в облаках

И оттуда вниз по радуге на салазках, на коньках.

К. И. Чуковский 

Но не только детские поэты посвящали стихи радуге. Стихотворения о радуге есть в творчестве Федора Ивановича Тютчева, Ивана Алексеевича Бунина и Петра Андреевича Вяземского.

«Радужным виденьем», «воздушной аркой» называет радугу в своем стихотворении Федор Иванович Тютчев:

Как неожиданно и ярко, 
На влажной неба синеве, 
Воздушная воздвиглась арка 
В своем минутном торжестве! 

Один конец в леса вонзила, 
Другим за облака ушла — 
Она полнеба обхватила 
И в высоте изнемогла. 

О, в этом радужном виденье 
Какая нега для очей! 
Оно дано нам на мгновенье, 
Лови его — лови скорей! 

Смотри — оно уж побледнело, 
Еще минута, две — и что ж? 
Ушло, как то уйдет всецело, 
Чем ты и дышишь и живешь.

Ф.Тютчев

Иван Алексеевич Бунин в стихотворении «Радуга» сравнивает радугу с божеским благоволением и дивным видением.

Радуга

Свод радуги — творца благоволенье, 
Он сочетает воздух, влагу, свет - 
Все, без чего для мира жизни нет. 
Он в черной туче дивное виденье.

Являет нам. Лишь избранный творцом, 
Исполненный господней благодати, - 
Как радуга, что блещет лишь в закате, - 
Зажжется пред концом.

И.Бунин

Благовестительным приветом, т.е. несущим благую весть,  называет в своем стихотворении радугу Петр Андреевич Вяземкий.

В сиянье радуга взошла, 
Ее цветные пояса 
Вонзились в голубое море 
И огибают небеса. 

И что за весть несет она? 
Каким таинственным ключом 
Раскрыть смысл радужной депеши, 
Облитой солнечным лучом? 

Есть тайна в знаменье небес, 
И верю, радуги — завет 
Сестре-земле, родного неба 
Благовестительный привет.

П.А. Вяземский

Наши современники тоже в своем творчестве не обошли тему радуги. У Михаила Исаевича Танича есть  песенка «Семь дорожек».

Песенка "Семь дорожек"

Над рекой, над городом
Вырос мост, вырос мост.
Это встала радуга
Выше звёзд, выше звёзд.

Семь дорожек светится
В зеркале реки,
Побежим по радуге
Наперегонки.
Улыбнётся солнышко
В рыжие усы,
Каждому достанется
Капелька росы.

Мы подкову-радугу
Разогнём, разогнём.
И в косичку радугу
Заплетём, заплетём.
Семь дорожек светится
В зеркале реки,
Побежим по радуге
Наперегонки.

Улыбнётся солнышко
В рыжие усы,
Каждому достанется
Капелька росы.
Не растает радуга
Насовсем, насовсем.
Мы разделим радугу
Всем, всем, всем.
Всем, всем, всем.

Семь дорожек светится
В зеркале реки,
Побежим по радуге
Наперегонки.
Улыбнётся солнышко
В рыжие усы,
Каждому достанется
Капелька росы.

Танич М.И.

8. Эксперименты по получению радуги в домашних условиях.

Получить радугу в домашних условиях мне удалось с помощью нескольких экспериментов.

Эксперимент 1.  «Ловим»  радугу в компакт-диске.

Необходимые материалы: Компакт-диск, источник света (настольная лампа, солнечный свет).

Направляю источник света под углом около 25 градусов к поверхности компакт-диска. Поверхность компакт-диска «поймает» луч света, и в результате преломления луча  на поверхности компакт-диска возникнет радуга.

Результат эксперимента представлен в приложении № 1.

Эксперимент 2.  Радуга в мыльных пузырях.

Необходимые материалы: Мыльные пузыри (баночка с мыльной водой и приспособление для выдувания пузырей), источник света (настольная лампа, солнечный свет).

Беру приспособление, окунаю в  баночку с мыльной пеной и выдуваю пузыри.  На летящих в воздухе пузырях можно увидеть радугу.

Результат эксперимента представлен в приложении № 2.

Эксперимент 3.  Радуга в бензиновой пленке на воде.

Необходимые материалы: Емкость с водой, бензин, источник света (настольная лампа, солнечный свет).

В емкость с водой помещаю небольшое количество бензина для образования маслянистой пленки на поверхности воды. Направляю источник света под углом около 25 градусов к поверхности воды и маслянистой пленки, в результате преломления луча  на поверхности маслянистой пленки возникает радуга.

Результат эксперимента представлен в приложении № 3.

Эксперимент 4.  Радуга, полученная путем опускания зеркала в воду.

Необходимые материалы: Емкость с водой, зеркало источник света (настольная лампа, солнечный свет).

В емкость с водой помещаю зеркало под углом около 25 градусов к поверхности воды. Направляю источник света на зеркало, в результате преломления луча  в воде и его отражения от зеркала на стене или на потолке возникает радуга.

Результат эксперимента представлен в приложении № 4.

Эксперимент 5.  Радуга, полученная путем распыления воды из пульверизатора.

Необходимые материалы: Пульверизатор с водой, источник света (солнечный свет, настольная лампа).

При помощи пульверизатор с водой  создаю облако падающих в воздухе капель и направляю источник света на облако из капель, в результате преломления луча  в облаке из капель на стене или на потолке возникает радуга.

Результат эксперимента представлен в приложении № 5.

9. Практическое применение спектра.

В своей работе я уже указал, что радуга представляет собой спектр. А вот может ли где-то это применяться на практике или это только красивое зрелище?

Оказывается, спектр имеет очень широкое практическое применение в различных отраслях человеческой жизни.

Спектральный анализ взят на вооружение во многих областях, так как он является  наиболее совершенным методом исследования качественного состава и строения вещества:  в металлургии, автомобильной и авиационной промышленности, технологии переработки руд, в химических,  биологических исследованиях, астрофизике, медицине, криминалистике, судебной медицине и т.д.

В геологии спектральный анализ помогает по мельчайшим, ничтожным примесям к горным породам находить кратчайший путь к месторождениям ценнейших ископаемых, облегчает всестороннее исследование геологических проб, доставленных в лабораторию.

В медицине спектральный анализ пробы крови и тканей помогает выявить развивающиеся болезни и ее причины.

На Богословском алюминиевом заводе, который находится в нашем городе, существует лаборатория спектрального анализа. В это лаборатории определяют качество продукции завода – глинозема, а также качество различных сплавов, выпускаемых ремонтно-механической базой.

Еще спектральный анализ с недавних пор стал использоваться в психологии, когда изобрели приборы, позволяющие фотографировать ауру человека. Оказывается, что каждый человек имеет ауру (энергетическую оболочку) одного или нескольких цветов спектра, которую невозможно подделать никакими ухищрениями. По цвету ауры можно судить о персональных качествах человека. Красная аура: ее обладатели трудолюбивые, сильные, стойкие, любящие соперничество победители. Люди с оранжевой аурой: деловые, продуктивные,  любящие развлечения путешественники. Желтый цвет ауры принадлежит креативным, общительным, склонным к философствованию интеллектуалам и оптимистам. Зеленый цвет  свойственен людям целеустремленным, быстро соображающим, общительным, организаторам и учителям. Люди с голубой аурой заботливые, чувствительные, любящие, старающиеся приносить пользу, миролюбивые. Синий цвет наделяет своих хозяев спокойствием, чистым сознанием, артистичностью и интуицией. Фиолетовый цвет ауры принадлежит людям артистичным, чувствительным, харизматичным, новаторам и теоретикам.

Вот, например, фотография моей ауры:

9.Заключение.

Радуга – удивительное явление природы. Многие века люди пытаются постичь это явления, связывая с ним добрые надежды, легенды и верования. В этом я смог убедиться в ходе выполнения своего проекта.

При анализе материалов, содержащих исторические сведения по исследованию радуги, я узнал, что Исааком Ньютоном были разрушены вековые представления о происхождении цветов. Научные исследования радуги привели к такому понятию, как спектральный анализ, который в настоящее время применяется почти во всех важнейших сферах человеческой деятельности: в медицине, в криминалистике, в промышленности и других отраслях, которые существуют для блага человечества.

 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.

 Цели, которые я ставил во время работы, были мною достигнуты, гипотеза подтвердилась.

Список информационных источников

1. Открытые Интернет источники. Сайты:

1. http://ru.wikipedia.org,
2. http://slovari.yandex.ru,
3. http://otebe.info/statj/volshebstvo-radugi.html,
4. http://fs.nashaucheba.ru
5. http://images.yandex.ru
6. http://www.fun4child.ru/2581-stikhi.-s.-marshak.-raduga-duga.html
7. http://музрук.рф/slova_pesen/semdorozek
8. http://feb-web.ru
9. http://odogde.ru

2. Универсальный словарь по русскому языку. – СПб:ИГ «Весь», 2009. – 1184 с.
3. Новый энциклопедический словарь. – М.: Большая Российская энциклопедия, РИПОЛ Н74 КЛАССИК, 2002. -1456 с.
4. Уникальный иллюстрированный толковый словарь В.И.Даля для детей/В.И. Даль; художник Т.А.Ляхович. – М.:Астрель, 2013. – 191 с.
5. Ожегов С.И. и Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка: 80000 слов и фразеологических выражений/Российская академия наук.Институт русского языка им. В.В. Виноградова. – М: ООО «А Темп», 2010.- 874 с.
6. Брокгауз Ф.А., Ефрон И.А. Энциклопедический словарь. Современная версия.-М.: Издательство  Эксмо.2003. – 672 с.
7. Большая книга вопросов и ответов. Что? Зачем? Почему?/ Пер. К. Мишиной, А. Зыковой. – М.: Издательство  Эксмо, 2003. – 512 с.
8. Большая школьная энциклопедия в вопросах и ответах. – М.:ООО «Издательская группа «Азбука-Аттикус»,2013. – 431 с.
9. Чуковский К.И. Сказки/Рис.Ю.Васнецова и др. – М.: Детская литература,1982. – 167 с.