Исследовательская работа " Я на радугу-дугу полюбуюсь, побегу!"
проект на тему

МБОУ Хор-Тайгинская СОШ

Тема исследовательской работы:

 «Я на радугу-дугу полюбуюсь побегу!».

Автор работы:  Ооржак Эртине,

ученик  3 класса

МБОУ Хор-Тайгинской СОШ

Руководитель: Монгуш А.В. ,

учитель начальных классов

2014-2015 учебный год

Содержание

        1.Введение…………………………………………………………………………3                                                                                                

2.Основная часть…………………………………………………………………..4

3.Заключение……………………………………………………………………..14

4..Список литературы……………………………………………………………17

Введение

Целью настоящего исследования является изучение такого необычного и красивого явления природы, как радуга.

Актуальность  выбранной темы  обусловлена тем,  что с момента своего появления на земле  человек всегда стремился изучить мир, в котором  живет. Его интересовали разные природные явления, причины их возникновения,  развитие, особенно те, которые красивы и вызывают чувства восхищения, от которых замирает сердце. Когда ребёнок первый раз видит радугу, он с открытым  ртом и восторженными глазами спрашивает: «Что это?» Или родители, первый раз показывая радугу ребёнку, восторжённо обращают его внимание: «Смотри, смотри – какая красота!».

Важность исследования состоит еще в том, что развитие творческого мышления – это главный фактор развития и проявления всех способностей личности. Наверно каждый ребенок нарисовал хотя бы один раз на рисунке радугу.

      Задачи данного исследования:

1. найти и изучить материал, объясняющий, что такое радуга;
2.  выяснить, какие условия необходимы для возникновения радуги;
3.  рассмотреть и объяснить последовательность цветов в радуге;
4.  выяснить, какие бывают радуги;
5.  создать радугу в домашних условиях.

      При выполнении этой работы использовались следующие методы исследования: «найти информацию в книгах», «получить информацию с компьютера», «посмотреть фильм или познавательную передачу», «провести анкетирование», «провести самостоятельные практические опыты».

Основная часть

        В энциклопедических словарях я нашел следующие значения слова «радуга».

       В толковом словаре русского языка Ожегова С.И. читаем: «Радуга – разноцветная дугообразная полоса на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях».

       По данным Малого Энциклопедического словаря Брокгауза и Эфрона: «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».

       После изучения понятия радуги я решил провести анкетирование среди моих одноклассников и узнать, что же они знают о радуге. Результаты анкетирования я отобразил графически. В результате понял, что одноклассники мало знают о радуге и решил исследовать эту тему и рассказать им.

       Прочитав и изучив различный материал о радуге, я узнал, что радуга – это атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении    Солнцем (иногда Луной) множества водных капель (дождя или тумана). После дождя, прошедшего в жаркий, душный день, в атмосфере может появиться разноцветная дуга на фоне завесы дождя. Радугу можно наблюдать также в брызгах водопада, морского прибоя, но для этого необходимо, чтобы Солнце было у нас за спиной. Центр окружности, описываемой радугой, лежит на прямой, проходящей через наблюдателя и Солнце, при наблюдении радуги, Солнце всегда находится за спиной наблюдателя, и одновременно видеть Солнце и радугу без использования оптических приспособлений невозможно. Если солнце высоко в небе провести такую прямую невозможно. Вот почему радугу чаще всего можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру.

     Утренняя радуга означает, что солнце находится на востоке, а дождь идет на западе. При вечерней радуге солнце расположено на западе, а дождь на востоке. Для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга, часть окружности, и чем выше точка наблюдения – тем она полнее (с горы или самолета можно увидеть и полную окружность).

      Когда Солнце поднимается выше 43 градусов над горизонтом, радуга с поверхности Земли не видна. Радуга выглядит как разноцветная дуга, или окружность, составленная из цветов спектра (от внешнего края внутрь: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый). Почему же солнечный свет, кажущийся белым разлагается на спектр – полосу цветных линий?

       Когда мы будем изучать предмет физики в старших классах, мы узнаем, что свет распространяется в разных прозрачных средах с разной скоростью. Переходя из воздушной среды в водную и обратно, лучи света преломляются, то есть меняют направление (это наглядно видно на примере соломинки, стоящей в стакане с водой: на границе двух разных сред – воздуха и воды она кажется сломанной или смещенной).

      Так как белый свет, излучаемый солнцем, состоит из световых волн разной длины, то проходя через призму, он преломляется и выходит из нее в виде пучка лучей разного цвета ( когда белый свет разлагается в спектр происходит дисперсия света), которые всегда расположены в одном и том же порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой,  синий, фиолетовый. Это происходит потому, что световые волны разной длины преломляются (отклоняются) призмой по-разному: чем короче длина волны, тем сильнее отклонение. Так выяснилось, что самая большая длина волны у красных, а самая маленькая – у фиолетовых лучей.

Миллиарды дождевых капель, находящихся в атмосфере, играют роль прозрачных призм, которые разлагают солнечный свет на несколько цветов: чем мельче капли, тем больше цветовых оттенков

. 

Внутреннее отражение

Первичная радуга

Преломление

Вторичная радуга

Входящий луч света

Ход лучей при формировании первичной радуги

Ход лучей при формировании вторичной радуги

Наблюдатель

10-12) Область формирования радуги

       Говоря о представлениях возникновения цветов, следует начать с теории цветов Аристотеля (IV век 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.  

       Таким образом, цвета радуги – это сложные цвета, а основным является белый цвет. Интересно, что появление стеклянных призм и первые опыты по наблюдению разложения цвета призмами не породили сомнений в правильности Аристотелевской теории возникновения цветов. И Хариот, и Марци оставались последователями этой теории. Хариот и Марци независимо друг от друга первые исследовали дисперсию света. Именно Марци установил, что каждому цвету соответствует свой угол преломления.

    Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году Марком Антонием де Доминисом. На основании опытных наблюдений он 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 нее. Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1635 году в своем труде «Метеоры» в главе «Радуга».

  Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, по традиции в нем выделяют 7 или 6(например, в Японии и англоязычных странах) цветов. Считают, что первым выбрал число 7 Исаак Ньютон, для которого число 7имело специальное символическое значение.

    Причем первоначально он различал только пять цветов – красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый, о чем и написал в своей «Оптике». Но в последствие, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил к пяти перечисленным цветам спектра еще два.

    Итак, на самом деле спектр непрерывен, и его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков,но по традиции в нем выделяют 7 цветов (от внешнего края внутрь: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый).

       В русском языке существуют такие мнемонические фразы для запоминания этой последовательности: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», «Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь» и другие. В этих фразах начальная буква каждого слова соответствует начальной букве названия определенного цвета.

Каждый – красный

Охотник – оранжевый

Желает – желтый

Знать – зеленый

Где – голубой

Сидит – синий

Фазан – фиолетовый

Цвета во фразе перечисляются в соответствии с порядком цветов в радуге, от красного до фиолетового.

       Исследовав информацию в интернете, я нашла интересный материал о том, какие бывают радуги. Чаще всего наблюдается первичная радуга, при которой свет претерпевает одно внутреннее отражение. В первичной радуге красный цвет находится снаружи дуги, её угловой радиус составляет 40-42 градуса. Первичная радуга – самая яркая, она уносит из капли большинство света.

     Иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую радугу вокруг первой. Это вторичная радуга, которая образованна светом, отражённым в каплях два раза. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов – снаружи находится фиолетовый, а внутри красный.

Угловой радиус вторичной радуги 50-53 градуса. Небо между двумя радугами обычно заметно более тёмное, эту область называют полосой Александра.

      Появление радуги третьего порядка в естественных условиях случается чрезвычайно редко. Считается, что за последние 250 лет было только пять научных сообщений о наблюдении данного феномена. Тем более удивительным представляется появление в 2011 г. сообщения о том, что удалось не только наблюдать радугу четвёртого порядка, но и зарегистрировать её на фотографии. В лабораторных условиях удается получать радуги гораздо более высоких порядков.      

   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.

   Для появления в небе перевёрнутой радуги необходимы специфические погодные условия,  характерные для Северного и Южного полюсов. Перевёрнутая радуга образуется за счёт 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.

Узнав столько интересного, я решил попробовать получить радугу в домашних условиях.

Опыт первый:

   Оборудование: компьютерный диск, источник света солнце.

В солнечный день направила компьютерный диск под углом 25 градусов. Когда  диск «поймал» луч свет, то в результате преломления луча на стене или на потолке возникла радуга.

  Опыт второй:

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

Взяла приспособление, окунула в баночку с мыльной пеной и выдула пузыри. На летящих в воздухе пузырях можно увидеть радугу.

Вывод: проделав опыты, я узнал, что радугу можно получить в домашних условиях.

Заключение

       В результате проведенного изучения материала о том, что такое радуга, я сделал вывод:

 -что радуга – это природная оптическая иллюзия, которую можно видеть глазами, но прикоснуться к ней, ощутить ее руками невозможно.

    Радуга – это взаимосвязь, какая-то необычная дружба солнечных лучей и дождевых капель. Она возникает, когда солнечный свет отражается от капель дождя.

    Радугу можно создать в домашних условиях. Благодаря исследованию познакомилась с предметом «Физика», узнала новые понятия, расширяющие область знаний, как благодаря Ньютону были разрушены вековые представления о происхождении цветов. Полученные результаты опытов могут быть интересны и полезны как для школьников ,так и для стороннего наблюдателя.

IV.Список литературы

1. Большой энциклопедический словарь.
2. Интернет.
3. Русский  толковый словарь Ожегова.