Почему появляется радуга?

                      Муниципальное общеобразовательное учреждение «лицей № 20»

Исследовательская работа.                 

Работу выполнила

ученица 3 «В» класса

Ююкина Маргарита.

Руководитель: Шепталина Анна Геннадьевна

                                                    г. Междуреченск, 2010 г.

Оглавление

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

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

     2.1. Причина радуги...................................................................................4

     2.2.  Необычные радуги.............................................................................6

     2.3. Радуга в мифологии и Библии...........................................................8

3. Практическая часть.....................................................................................9

4. Заключение..................................................................................................10

5. Литература...................................................................................................11

6.Приложения..................................................................................................12

1. Ведение.

У бабушки на Алтае после дождя я увидела очень яркую радугу, и мне стало интересно, почему появляется радуга. Этот вопрос не давал мне покоя, и я решила это выяснить.

Цель:

Выяснение причин появления радуги.

Задачи: 

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Выяснить причину возникновения радуги.

3. Провести эксперимент в домашних условиях.

Методы исследования:

1.Анализ литературы.

2.Наблюдение.

3.Эксперимент.

Объект исследования:

Радуга.

Предмет исследования:

Причины появления радуги.

Гипотеза:

Радуга появляется  после дождя.

                                                2. Основная часть

Радуга — столь замечательное чудо природы, и причины ее возникновения до сих пор столь мало известны. Во все времена над этим вопросом задумывались пытливые умы. Это красивое явление стали изучать уже в глубокой древности. Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик, в 1304 г, воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто. Попытки научно объяснить явление радуги жестоко преследовались церковниками. В начале XVII века был отлучён от церкви и приговорён к смертной казни учёный Доминис, который пытался объяснить радугу естественными причинами. Он умер в тюрьме, не дождавшись казни. В том же веке знаменитый французский философ и математик Р.Декарт объяснил основные закономерности образования радуги.

Правильное научное объяснение радуги было дано после того, как была разгадана природа белого света. Около трёхсот лет назад чешский учёный Марк Марця открыл, что белый солнечный свет является светом сложным. Марци приготовлял различные граненые стёкла и наблюдал, как через них проходит солнечный свет. Однажды Марци взял для опыта кусок стекла в виде клина — стеклянную призму — и поставил её на пути тонкого луча солнечного света в тёмной комнате. Результат был неожиданный: на стеке комнаты, там, где должен был упасть солнечный луч, прошедший через стеклянную трёхгранную приему, появилась многоцветная радужная полоса. Она была подобна небесной радуге — различные цвета в полоске на стене располагались в том же порядке, что и в небесной радуге, переходя друг в друга: за красным цветом шёл оранжевый, затем желтый, зелёный, голубой,  синий,фиолетовый.
Марци понял, что белый свет — это свет сложный; при определённых условиях он разлагается на многие цветные лучи, образуя радужные полосы. Позднее английский учёный Ньютон объяснил, почему стеклянная призма разлагает белый свет. Оказывается, солнечные лучи, проходя через призму, отклоняются от своего первоначального направления, они, как говорят, преломляются. При этом различные цветные лучи, входящие в состав белого света, преломляются в призме по-разному — одни больше, другие меньше. Меньше всего преломляются красные лучи, сильнее всего — фиолетовые. Благодаря различному преломлению цветные лучи и становятся видимы, когда белый солнечный луч пройдёт через призму.

Призма как бы разделяет цветные лучи друг от друга. В других стёклах, например в обычном оконном,  цветные лучи преломляются одинаково, и мы видим тот же белый свет.
Многоцветную полосу разложенного белого света называют спектром.

Часто думают, что яркая многокрасочная радуга появляется лишь перед окончанием дождя. Это неверно. Нередки случаи, когда радуга появляется и перед началом дождя. Можно наблюдать радугу и независимо от дождя. Посмотрите, например, на брызги воды у фонтана, освещенные солнцем, и вы заметите в них маленькую радугу, подобную небесной. Чтобы увидеть такую радугу, надо встать спиной к солнцу.

Изучив литературу по этому вопросу, я узнала, что радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды (дождь или туман), парящих в воздухе.  Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в спектр. Наблюдателю кажется, что из пространства по дугам  исходит разноцветное свечение (при этом источник яркого света всегда должен находиться за спиной наблюдателя). Преломление света при его переходе в среду с иной оптической плотностью в яркую лунную ночь можно увидеть радугу от Луны.  Поскольку человеческое зрение устроено так, что при слабом освещении наиболее чувствительные рецепторы глаза — «палочки» — не воспринимают цвета,  лунная радуга (также известная, как ночная радуга)  выглядит белесой. Чем ярче свет, тем «цветней» радуга (в её восприятие включаются цветовые рецепторы — «колбочки»). Центр окружности, которую описывает радуга, всегда лежит на прямой, проходящей через Солнце (Луну) и глаз наблюдателя, то есть одновременно видеть солнце и радугу без использования зеркал невозможно. Для наблюдателя на земле она обычно выглядит как часть окружности, дуга.  Чем выше точка зрения, тем радуга полнее — с горы или самолёта можно увидеть и целую окружность. Лучше всего лунная радуга видна при полной луне, или на фазе луны, близкой к полной, так как в это время луна бывает самой яркой. Для появления лунной радуги, кроме тех, что вызваны водопадом, луна должна находиться невысоко в небе, а небо должно быть тёмным. И, конечно же, должен идти дождь напротив луны. Эта комбинация необходимых требований делает лунные радуги намного более редкими, чем радуги, тоже появившиеся под действием дождя, но порождённые солнцем.

Существует  первичная, вторичная радуга . Первичная — самая яркая, она уносит из капли большинство света. Радугу большого порядка обычно не удается увидеть, так как она очень слаба. Чаще всего наблюдается первичная радуга, при которой свет претерпевает одно внутреннее отражение. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов — снаружи находится фиолетовый, а внутри красный. Небо между двумя радугами обычно имеет заметно более тёмный оттенок.

Округло-горизонтальная или окологоризонтальная дуга («огненная радуга») — относительно редкий оптический эффект в атмосфере,  выражающийся в возникновении горизонтальной радуги, локализованной на фоне лёгких, высоко расположенных перистых облаков.

 Эта редкая радуга была замечена 3 июня над Айдахо в США.  Образуется она из-за прохождения света через легкие, высоко расположенные перистые облака и возникает только тогда, когда солнце находится очень высоко в небе. Кроме того, шестиугольные ледяные кристаллы, из которых состоят перистые облака, должны иметь форму толстого листа и своими гранями быть параллельными земле, то есть должны быть расположены горизонтально. Таким образом, свет входит в вертикальную грань кристалла и выходит с нижней стороны, преломляясь таким же образом, когда свет проходит через призму. Что это за перевернутая радуга на небе?  

Тоже «огненная радуга».

 Такую радугу можно увидеть очень редко.

В прежние времена, когда люди ещё очень мало знали об окружающем их мире, радугу считали «небесным знамением». Так, древние греки думали, например, что радуга — это улыбка богини Ириды.

У некоторых народов Радужный змей играет важную роль в мифах о сотворении мира. Считалось, что шаманы получают свои необыкновенные способности от него: Змей изрыгает кварцевые кристаллы, которые затем глотает  шаман.В Библии радуга появилась после всемирного потопа, как символ прощения человечества, и является символом союза Бога  и людей (в лице Ноя) о том, что потопа никогда больше не будет.

По чувашским поверьям, если пройти сквозь радугу, то можно поменять пол.

           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 дождем. В некоторых местностях верят, что радуга - это сверкающее коромысло, которым небесная царица Громовница (древняя богиня весны и плодородия) черпает из моря-океана воду и орошает ею поля. Это коромысло хранится на небе, и ночью его можно видеть в созвездии Большой Медведицы.        

3. Практическая часть.

Эксперимент.

Цель: создание радуги в домашних условиях.

Материалы: призма, солнечный луч.

Ход эксперимента:

Самое трудное в эксперименте было дождаться солнечной погоды!

И вот в солнечный день, установив на окне призму, покрутив ее из стороны в сторону, я увидела сначала узенькую, блеклую радугу, а, поворачивая и передвигая призму,  я добилась наилучшего проявления  всех семи цветов радуги! Цвета очень ярко вырисовывались на подоконнике, на руках и других предметах , на которые я наводила преломлённый через призму луч света. Было очень красиво.

Вывод: создать радугу в домашних условиях очень легко! И даже интересно, и красиво!

4. Заключение.

Таким образом, моя гипотеза нашла своё подтверждение в практической части и литературном приложении к  данной работе. Радуга имеет семь основных цветов и появляется  после дождя. Она возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды (дождь или туман), парящих в воздухе. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в спектр. Наблюдателю кажется, что из пространства по концентрическим кругам (дугам)  исходит разноцветное свечение (при этом источник яркого света всегда должен находиться за спиной наблюдателя).

Кроме того, изучая причину появления радуги, я узнала очень много интересного о солнце, дожде, облаках. И о чем с радостью делилась с подругами и одноклассниками!

5. Литература.

«Я познаю мир. Физика», Москва, «Аст» , 1996 г.

Марта Гумилевская  «Почему так бывает». Издательство: «Детская литература», Москва, 1968  год.

www.potomy.ru

www.vikipediya.ru

6. Приложение.