Научно-исследовательская работа "Секреты радуги"

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………..2

1.Как появляется радуга. .................................................................................3

2. Какая бывает радуга. …………………………………………………….4

3.Получение радуги в домашних условиях. ………………………………6

Заключение. ………………………………………………………………....8

Список используемых источников и литературы. ………………………..9

Введение

Каждый человек хотя бы раз в жизни любовался природным чудом – радугой. Многие, наверное, замечали, что радуга, как правило, появляется после дождя в ясный солнечный день. Очень часто я  наблюдал радугу, и всегда это явление вызывало во мне удивление. Мне очень захотелось узнать – что же такое радуга, как она появляется и всегда ли она одинаковая. Актуальность этой темы, по моему мнению, в том чтобы все узнали, откуда берется это красивое явление природы. Ведь если нарушится хоть одно звено в природе, то мы ни когда не увидим этой красоты.

Радуга — атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или (существенно реже) перед ним. Появление радуги в небе означает, что вскоре наступит хорошая погода и ненастью пришел конец. Её появление для людей означало «радужные» перспективы на будущее.

Люди давно задумывались над природой этого красивейшего явления природы. Человечество связало радугу с множеством поверий и легенд. В древнегреческой мифологии, например, радуга – это дорога между небом и землей, 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. Славяне полагали, что радуга пьет воду из рек, озер и других водоемов, а потом проливает ее в виде дождя на землю

    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:

• как появляется радуга и почему она разноцветная;
• как создать радугу в домашних условиях;

Задачи исследования:

1. Изучить литературные источники, интернет-сайты по вопросу возникновения радуги, её изучения.
2. Узнать, какие виды радуги бывают в природе.
3. Провести опыты, которые показывают, что такое радуга и как она появляется.

Выдвинутые гипотезы:

• Предположим, что радуга появляется в солнечную погоду во время дождя.
• Предположим, что радугу можно получить, если заменить солнечные лучи искусственным источником света.

Основные методы: изучение литературы, наблюдение, эксперимент.

1.Как появляется радуга.

Отчего же появляется такая красивая цветная картина в воздухе?  Ответ на этот вопрос я искал в энциклопедиях. Вот, что я узнал. Радуга появляется только во время ливня, когда идет дождь и одновременно светит солнце. 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.

Увидеть радугу можно, только если солнце и дождевая завеса расположены на противоположных частях неба, а вы стоите спиной к солнцу.  Явление подобное радуге можно наблюдать в брызгах фонтанов, водопадов. Дело в том, что обычный солнечный свет, который мы видим как белый или бесцветный, на самом деле состоит из разных цветов. Это в 1666 году доказал Исаак Ньютон. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их как белый свет. Но когда на их пути встречается дождевая капля (она по форме близка к призме), и солнечный свет проходит через стеклянную призму или через каплю, составляющие его разноцветные лучи изменяют свое направление, отклоняются на неодинаковые углы - расходятся в виде веера (преломляются). Причем каждый цвет преломляется по-разному - меньше всего отклоняется от своего первоначального направления красный, а больше всего - фиолетовый.  Именно поэтому наружный край дуги обычно красный, а внутренний – фиолетовый. Посередине располагаются остальные цвета - оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий.

Цветные полосы отличаются по яркости, но их последовательность всегда одинакова - у каждого цвета свое строго закрепленное за ним место. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной. Последовательность цветов в радуге легко запомнить, если выучить фразу: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». В этой фразе первая буква каждого слова - такая же. как и первая буква названия цвета! Каждый (Красный) Охотник (Оранжевый) Желает (Желтый) Знать (Зеленый), Где (Голубой) Сидит (Синий) Фазан (Фиолетовый).  

ВЫВОД: радуга появляется благодаря физическим явлениям в солнечную погоду после дождя, когда солнечные лучи проходят сквозь дождевые капли.

2. Какая бывает радуга.  (Приложение 1)
Мы чаще всего видим радугу в форме дуги, но дуга – это лишь часть радуги. Радуга имеет форму окружности, но мы наблюдаем лишь половину дуги, потому что её центр находится на одной прямой с нашими глазами и Солнцем. Целиком радугу можно увидеть лишь на большой высоте, из космоса, с борта самолёта  или с высокой горы.

В ходе работы я выяснил, что радуга может быть разной.

Двойная радуга

Мы уже знаем, что радуга на небе появляется от того, что лучи солнца проникают сквозь дождевые капли, преломляются и отражаются на другой стороне неба разноцветной дугой. А иногда солнечный луч может соорудить на небе сразу две, три, а то и четыре радуги. Двойная радуга получается, когда световой луч отражается от внутренней поверхности дождевых капель дважды.
Первая радуга, внутренняя, всегда ярче второй, внешней, а цвета дуг на второй радуги расположены в зеркальном отражении и менее яркие. Небо между радугами всегда более тёмное, чем другие участки неба. Участок неба между двумя радугами называется полосой Александра. Увидеть двойную радугу - хорошая примета-это к удаче, к исполнению желаний. Так что если вам посчастливилось увидеть двойную радугу, поспешите загадать желание и оно обязательно исполнится.
Перевёрнутая радуга

Перевёрнутая радуга-явление довольно редкое. Она появляется при определённых условиях, когда на высоте 7-8 километров тонкой завесой располагаются перистые облака, состоящие из ледяных кристалликов. Солнечный свет, падая под определённым углом на эти кристаллы, разлагается на спектр и отражается в атмосферу. Цвет в перевёрнутой радуге располагается в обратном порядке: сверху находится фиолетовый, а снизу - красный.

Туманная радуга

Туманная радуга или белая появляется при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего из очень мелких капелек воды. Такая радуга представляет собой дугу, окрашенную в очень бледные цвета, а если капельки совсем мелкие, то радуга окрашена в белый цвет. Туманная радуга может появляться и ночью во время тумана, когда на небе яркая луна. Туманная радуга довольно редкое атмосферное явление.
 Лунная радуга

Лунная радуга или ночная радуга появляется ночью и порождается луной. Лунная радуга наблюдается во время дождя, который идёт напротив луны, особенно хорошо видна лунная радуга во время полнолуния, когда яркая луна находится невысоко в тёмном небе. Так же лунную радугу можно наблюдать в местностях, где есть водопады.
Огненная радуга

Огненная радуга - это редкое оптическое атмосферное явление. Огненная радуга появляется, когда солнечный свет проходит сквозь перистые облака под углом 58 градусов над горизонтом. Ещё одним необходимым условием для появления огненной радуги являются шестиугольные кристаллы льда, имеющие форму листа и их грани должны быть параллельными земле. Солнечные лучи, проходя сквозь вертикальные грани ледяного кристалла, преломляются и зажигают огненную радугу или округло - горизонтальную дугу, так в науке называется огненная радуга.
Зимняя радуга

Зимняя радуга - это очень удивительное явление. Такую радугу можно наблюдать только зимой, во время сильного мороза, когда холодное Солнце сияет на бледно-голубом небе, а воздух наполнен маленькими кристалликами льда. Солнечные лучи преломляются, проходя сквозь эти кристаллики, как сквозь призму и отражаются в холодном небе разноцветной дугой. 

ВЫВОД:  радуга не всегда одинаковая, она бывает разных видов.

3. Получение радуги в домашних условиях. (Приложение 2)

Чтобы узнать, можно ли  получить радугу в домашних условиях, мы с ребятами в классе провели несколько опытов.

Опыт первый

Оборудование: прозрачная трехгранная призма, фонарик.

Мы рассматривали сквозь призму предметы белого цвета, они выглядели цветными. С помощью призмы мы получили изображение радуги на белом листе бумаги.

Для этого мы «поймали» призмой солнечный луч. Таким образом получил радугу в «домашних» условиях И.Ньютон.

Этот опыт я легко повторил и с искусственным источником света.

Опыт второй

Оборудование: мыльный раствор, трубочка для выдувания пузырей.

Мы надули мыльный пузырь. Повернули его так, чтобы на поверхность падали солнечные лучи. Шар «заиграл» всеми цветами радуги.

Опыт получился у всех. Он очень прост в исполнении.

Опыт  третий

Оборудование: блюдо, наполненное водой; зеркало, установленное в воде под углом 25°; источник света (солнце или настольная лампа). 

В солнечный день поставили около окна блюдо с водой и опустили в него зеркало с  подставкой, так как угол между ним и поверхностью воды должен составлять 25°. Зеркалом «поймали» луч света, в результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на стене возникла радуга. Этот опыт можно провести и вечером: тогда источником света выступит настольная лампа. Но при искусственном источнике света радуга получилась не яркой.

Опыт четвёртый

Оборудование: тарелка с водой, лак для ногтей, «удочка» для пленки.

Капнули в воду каплю лака. На поверхности воды образовалась тонкая пленка. Ее аккуратно сняли при помощи «удочки». Пленка лака играет всеми цветами, напоминая крылья стрекозы. Луч белого света, попадая на тонкую пленку, частично отражается от нее, а частично проходит вглубь, отражаясь от ее внутренней поверхности.

Опыт не требует сложного оборудования, в этом его достоинство. Но чтобы увидеть хорошую радугу, нужно, чтобы пленка была довольно большого размера.

Опыт пятый

Оборудование: круглая колба с водой, источник света (проектор), экран с отверстием.

Наполненную водой круглую колбу просветили насквозь пучком света и наблюдали возникшую на экране цветовую каемку. Главный недостаток этого опыта состоит в том, что он не совсем отражает реальное положение вещей: настоящая радуга получается не от одной капли, а от огромного количества капель.

ВЫВОД: радугу можно получить в домашних условиях даже несколькими способами и даже с помощью искусственного источника света.

Заключение.

    Работа над данной темой  была необычайно интересной. Мы ещё раз убедились, что  радуга является одним из самых красивейших явлений природы. Также я узнал много нового о радуге: откуда берётся радуга, какие бывают необычные радуги, почерпнул научные сведения о физике радуги. Я провел свое исследование и практически подтвердил свои знания, о том, как появляется радуга.

Список используемых источников и литературы

1. http://vse-sekrety.ru/929-pochemu-poyavlyaetsya-raduga.html

2. http://detskoerazvitie.info/ot-chego-poyavlyaetsya-raduga-na-nebe/

3. https://yandex.ru/images/search?text
4. http://encyclopedia.dljatebja.ru/Mir_vokrug_nas/Chto_takoe_raduga.html
5. http://potomy.ru/world/461.html
6. Белкин И. К. Что такое радуга? –  «Квант», 1984г.
7. Брагин А. Обо всем на свете. Серия: Большая детская энциклопедия.  Издательство: Аст, 2007.
8. Детская энциклопедия «Все обо всем» под ред. А. Ликум.- изд.-во «АСТ» - 1997.
9. Детская энциклопедия "Я ПОЗНАЮ МИР". АСТ – ЛТД», 1998
10.  Новая детская энциклопедия, Москва РОСМЕН, 2011г.
11.  Первая энциклопедия маленьких почемучек/Т.В.Скиба.- Ростов н/Д: Владис, 2013.