Как создать радугу в домашних условиях

  Здравствуйте! Я, Антипенко Сергей, ученик 1«б» класса школы №19

 г. Изобильного. А это мой научный руководитель, Мешалкина Марина Николаевна.  

   Разрешите представить мою исследовательскую работу «Как создать радугу в домашних условиях?».

Каждый человек хотя бы раз в жизни любовался природным чудом – радугой. Многие, наверное, замечали, что радуга, как правило, появляется после дождя. Я много раз видел радугу, и всегда это явление приводило меня в восторг. Прошлым  летом мы с родителями гуляли по городу. Погода была солнечная, но вдруг неожиданно начался дождь: теплый, мелко моросящий. Он прекратился также быстро, как и начался, и буквально сразу же мы все увидели в небе радугу.  Мне захотелось узнать – что же такое радуга и как она появляется.

    Цель исследования:  определить, какая существует связь между дождем, солнцем и появлением радуги, и можно ли получить радугу в домашних условиях.

Объект исследования – природное явление радуга.

Предмет исследования – происхождение радуги.

Проблема исследования:

1. как создать радугу в домашних условиях;
2. как появляется радуга и почему она разноцветная;
3. как создать белый цвет из цветных составляющих.

Задачи исследования:

1. Как появляется радуга?
2. Когда появляется радуга?
3. Можно ли получить радугу в домашних условиях?
4. Как получить белый цвет из цветных составляющих?

Выдвинутые гипотезы:

1. Предположим, что радуга появляется в солнечную погоду во время дождя, когда солнечные лучи проходят сквозь дождевые капли.
2. Предположим, что радугу можно получить, если заменить солнечные лучи искусственным источником света.

Основные методы: изучение литературы, наблюдение, эксперимент.

             Наверное, нет человека, который не любовался бы радугой. Это великолепное красочное явление на небосводе издавна привлекало всеобщее внимание. Всем нам с детства известна поговорка «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», существует также менее популярный вариант «Как однажды Жан звонарь головою сшиб фонарь». По начальным буквам этих поговорок мы запоминаем названия и последовательность цветов такого необычного и красивого явления природы, как радуга.

          Отчего же появляется такая красивая, да еще цветная картина в воздухе? Ответ на этот вопрос мы искали в дополнительной литературе. Вот, что мы узнали.

        Солнечный свет или обычный луч белого света в действительности является сочетанием всех цветов. Когда луч света движется, сквозь воздух с ним почти не чего не происходит, но если на его пути попадается прозрачное вещество, заметно отличающейся по плотности от воздуха, со светом начинают происходить интересные вещи. Попадая на границу такого вещества свет отклоняется, но самое главное, что каждая его составляющая, откланяется по- разному.

         Исаак Ньютон доказал, что обычный белый цвет – это смесь лучей разного цвета. «Я затемнил мою комнату, - писал он, - и сделал очень маленькое отверстие в ставне для пропуска солнечного света». На пути солнечного луча ученый поставил особое трехгранное стеклышко - призму. На противоположной стене он увидел разноцветную полоску – спектр. Ньютон объяснил это тем, что призма разложила белый цвет на составляющие его цвета. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный.

            Повторить опыт Ньютона может каждый школьник. Повторил этот опыт и я, но с искусственным источником света. Наблюдение разложения света в спектр при прохождении его сквозь призму мы наблюдали дома, используя призму и проектор.

            Для этого мы “поймали” призмой белый луч и получили изображение радуги на стене. Свет, который казался белым, играл на стене всеми цветами радуги (эти разноцветные, яркие полоски и называют солнечным спектром). Так мы проникли в тайну луча, в которую 300 лет назад проник знаменитый английский учёный.

Мы рассматривали сквозь призму предметы белого цвета, они выглядели цветными, радужными. Радуга – самый знаменитый, всем известный спектр.

           Значит, чтобы появилась радуга, солнечному лучу надо пролететь сквозь призму? Но ведь на небе нет никаких призм! Как же тогда появляется радуга?

2.2. Как появляется радуга

        Ничего странного здесь нет. Радуга – это просто, это солнечные лучи, преломляющиеся в каплях дождя. Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. Каждая капелька выполняет роль крохотной призмы, а поскольку их очень много, то и радуга получается в полнеба. Вот кто оказывается строит разноцветные ворота в небе быстро и красиво! Луч солнца и дождевые капли. Все радуги — это солнечный свет, который проходит через дождевые капли, как сквозь призмы, преломляется и отражается на противоположной стороне неба. Наружный край дуги обычно красный, а внутренний – фиолетовый. В солнечном спектре различают семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.  

Вывод: радуга появляется в солнечную погоду во время дождя, когда солнечные лучи проходят сквозь дождевые капли.

2.3. Когда появляется радуга

Тогда возникает вопрос: почему мы не всегда во время дождя при солнце видим радугу?

1. Радуга появляется, только когда выглянуло из-за туч солнце и только в стороне, противоположной солнцу.
2. Радуга возникает, когда солнце освещает завесу дождя.

Находиться надо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождём (он должен быть перед тобой). Иначе радугу не увидеть! Солнце, наши глаза и центр радуги должны находиться на одной линии!  Если солнце высоко в небе, то такую прямую линию провести невозможно. Вот почему радугу можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру. Радуга появляется при условии, что угловая высота солнца над горизонтом не превышает 42 градуса.

А бывает ли радуга без дождя?

      Оказывается, такое чудо тоже бывает. Зимой в воздухе «плавают» кристаллики льда. Они тоже могут разделить белый цвет на семь цветов радуги, поэтому радугу можно наблюдать даже зимой. Воздух, хоть и кажется абсолютно прозрачным, на самом деле тоже разлагает свет на составляющие цвета. Заметно - это бывает на восходе или закате солнца. Проходя сквозь толщу атмосферы земли, лучи его немного откланяются, а как мы помним, красный цвет откланяется слабее остальных. Именно по этой причине, солнце, находясь вблизи горизонта, приобретает красный оттенок. Лучи другого цвета откланяются сильнее и да нас уже не доходят.  

 Опыт «Создание радуги в домашних условиях»

        Чтобы убедиться в том, что белый цвет состоит из семи цветов и радугу можно получить искусственным путём, мы провели опыт.

             Нам понадобился фонарик, ёмкость для воды, плоское зеркало, белый картон и вода.                 Ход опыта:

1. Наполнили лоток водой
2. Поставили зеркало с наклоном.
3. Направили свет фонарика на погружённую в воду часть зеркала.
4. Чтобы поймать отражённые (или преломлённые) лучи, поставили картон перед зеркалом.

         В результате на картонке появилось отражение всех цветов радуги, мы смогли получить радугу в «домашних» условиях.

Вывод: пучок света, отражённый зеркалом на выходе из воды, преломляется. Цвета, составляющие белый цвет, имеют разные углы преломления, поэтому они падают в разные точки и становятся видимыми.

Опыт «Как получить белый цвет из цветных составляющих?»

        Точно так же как, мы разложили белый цвет на составляющие, можно из цветных составляющих получить обратно белый цвет. Если с одной стороны призмы разместить семь цветных источников света под соответствующими углами, на выходе из нее мы получим луч белого цвета.

        Самостоятельно проделать такой опыт трудно, но есть другой способ. Если взять белый круг и раскрасить его в семь цветов радуги, а потом насадить этот круг на ось. И начать быстро его вращать, место цветного круга, мы увидим белый. Это происходит из-за инерционности человеческого зрения. Глаз не может на быстро вращающемся круге видеть каждый цвет по отдельности и для него все они сливаются в один белый цвет.

 4.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

         В результате проделанной работы мы убедились, что призма умеет превращать белый луч в семицветный, радужный. Выяснили, что капли дождя и кристаллы льда могут разделить белый цвет на семь цветов, поэтому наблюдать радугу можно и осенью, и летом, и весной, и зимой. Но есть условия, при которых такое удивительное явление природы можно увидеть. Мы познакомилисьсо способами получения радуги в «домашних условиях», создание белого цвета из цветных составляющих.

В заключение хочу поблагодарить своего научного руководителя, Мешалкину Марину Николаевну, за оказанную мне помощь в ходе работы.

Спасибо за внимание!