Меню Рубрики

Появление радуги с точки зрения физики

При образовании радуги роль вышеописанной призмы P выполняет капля воды, точнее, множество капель, парящих в атмосфере. Солнечный свет преломляется и отражается капельками, в результате чего происходит его разложение в спектр. Радуга представляет собой цветную дугу, возникающую при преломлении и отражении (внутри капли) плоскопараллельного пучка света на сферической капле. Рассмотрим подробнее преломления и отражения, происходящие с лучом света в капле воды.

Пусть параллельный пучок солнечных лучей падает на каплю радиуса R. Введем отношение , называемое прицельным параметром луча. При этом — расстояние от данного луча до параллельной ему прямой, проходящей через центр капли.

Рис.3. Пучок лучей, падающий на каплю.

Если предположить, что все лучи имеют одну и ту же длину волны, то можно сказать, что лучи с одинаковыми прицельными параметрами будут описывать в капле аналогичные траектории и, соответственно, выходить из нее под одним углом к первоначальному направлению. На рисунке ниже приведем ход луча. Собственно, луч в капле может испытывать любое число внутренних отражений, а преломлений у каждого луча два — при входе и при выходе из капли. Часть энергии луча, преломившись, выходит из капли, часть, испытав внутреннее отражение, снова идет внутри капли до очередного места отражения. Здесь снова часть энергии луча, преломившись, выходит из капли, а некоторая часть, испытав второе внутреннее отражение, идет через каплю и т. д.

Рис.4. Ход луча в капле.

На каплю падают лучи со значениями прицельного параметра от 0 до 1, и, естественно, выходят из нее под разными углами. Угол непосредственно зависит от величины прицельного параметра.

Рис.5. Зависимость от для желтого цвета.

Таким образом, наиболее яркими будут видны те лучи, которые попадают в район максимума кривой, показанной на рисунке выше.

Итак, отражённый свет имеет максимальную интенсивность для определённого угла между источником, каплей и наблюдателем, т.е., можно сказать, что наибольшая интенсивность преломленного света, выходящего из капли, наблюдается под определенным углом. Большая часть света выходит из капли, развернувшись практически точно на один и тот же угол .

Рис.6. Траектории лучей с разными прицельными параметрами.

«Яркие» лучи от разных капель образуют конус с вершиной в зрачке наблюдателя и осью, проходящей через наблюдателя и Солнце.

Как уже отмечалось выше, свет различных длин волн отклоняется на различные углы. Красный свет отклоняется на 137° 30 / , а фиолетовый на 139°20 / . Соответственно, если наблюдатель посмотрим в противоположную от солнца сторону, то в круге, отстоящем от условного центра («противосолнца») на 42°30 / он увидит капли, светящиеся красным светом, а в круге, отстоящем на 40°40 / − фиолетовым. Все прочие цвета расположатся между ними, и образуют собственно радугу, − светящийся круг (или дугу), в котором снаружи внутрь идут цвета: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Собственно, наблюдаемая нами радуга мозаична, т.е. состоит из множества радуг, образованных в отдельности каждой каплей. Однако, как уже отмечалось выше, от отдельной капли в радугу попадает только один цветной луч. Глаз наблюдателя является общей точкой, в которой пересекаются цветные лучи от множества капель. Например, все красные лучи, вышедшие из различных капель, но под одним и тем же углом и попавшие в глаз наблюдателю, образуют красную дугу радуги, также и все оранжевые и другие цветные лучи. Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).

Для одного отражения внутри капли угол имеет одно значение, для двух — другое, и т. д. В соответствии с этим образуется первичная (радуга первого порядка), вторичная (радуга второго порядка) и т. д. радуга. Первичная радуга — самая яркая, она уносит из капли большинство света и имеет угловой радиус . Вторичная радуга, образованная светом, отраженным в каплях два раза, имеет угловой радиус . Радугу большего порядка обычно не удаётся увидеть, так как она очень слаба. Радуга третьего порядка уже является очень редким в природе явлением. Так, за последние 250 лет было зафиксировано только пять научных наблюдений этого явления [2].

Заключение.

В данной работе было рассмотрено явление радуги с точки зрения физики. Также были рассмотрены непосредственно физические явления, лежащие в основе образования радуги.

Радуга представляющая собой цветную дугу (окружность), является следствием разложения в спектр солнечного света во взвешенных в атмосфере каплях воды. Цвета радуги имеют сплошной спектр, однако в европейской культуре традиционно принято выделять 7 основных цветов радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый)

Список использованных источников

1. «Элементарный учебник физики. Колебания и волны. Оптика. Ядерная физика.» Под. ред Г.С. Ландсберга

Семицветный чудо-мост

Так, в Китае, где почитаемы драконы, радуга также представляется этим фантастическим существом, символизирующим единение Неба и Земли, инь и ян. Извивающимся существом — небесной змеёй — представляли радугу и африканские мифы. Она кольцом опоясывала Землю и охраняла несметные сокровища.

Мотив стража появляется и у скандинавов в мифологии «Биврёст» (др.-исл. bifrǫst), что означает «дрожащий путь». Радуга — это мост, связывающий Небо и Землю, а охраняет его страж Хеймдалль. В час, когда наступит Рагнарёк (гибель мира и богов), мост разрушится.
Самая популярная ассоциация с радугой, — естественно, мост. И славянская мифология не ушла от этого образа. Магическая разноцветная радуга соединяла Небо и Землю. И ангелы спускались по этому мосту за речной водой. Собранную влагу выливали в облака, проливавшиеся дождём на землю.

Есть и другой вариант: радуга — это искрящееся коромысло, которым древняя богиня плодородия черпает живительную воду из моря-океана и проливает её на поля. Коромысло прячут на небе, а разглядеть его можно только в ночное время в созвездии Большой Медведицы. Любопытно, что в славянских мифах объясняется не только сущность радуги, но и причины появления облаков и дождя.

Древние мифы и сказания, конечно, очень интересны, но с тех пор человечество сильно шагнуло вперёд, и теперь мы можем выяснить природу радуги уже с научной точки зрения.

Как появляется семицветный луч?

Для начала вспомним, что такое световой луч. Мы знаем, что луч представляет собой отрезки электромагнитной волны (частицы, летящие с огромной скоростью). Эти волны разные по длине и, соответственно, по цвету, но человек воспринимает их в одном потоке белого света. Единственная ситуация, когда человеческий глаз может «распознать» разные цвета — это попадание луча света на стекло или каплю воды.

Меньше всех отклоняются короткие волны красного цвета. Самые длинные волны у фиолетового цвета, он рассеивается сильнее всех. Соответственно остальные цвета находятся между волнами красного и фиолетового цветов. Мы видим лишь семь цветов, однако на самом деле оттенков гораздо больше, но они являются переходными и не так заметны.

Как возникает радуга?

Итак, теперь мы знаем, что в природе для появления радуги нужен свет и обильная влажность. Мы видим «коромысло» как раз после дождя (иногда и во время него) в солнечном свете. Также увидеть радугу можно в солнечный день у водоёмов, самая яркая — у водопада.
Однако иногда и погода солнечная, и дождь идёт, а радуги нет. Почему так происходит? Дело в том, что для того, чтобы увидеть радугу, должны быть соблюдены определённые условия. Во-первых, лучи света должны падать на капли под углом 42°. Во-вторых, наблюдатель должен стоять спиной к источнику света.

Радуга может быть разной степени яркости и ширины. Данные параметры зависят от величины капель: чем они крупнее, тем ярче будет «мостик».

Что ещё почитать?

Дуга или окружность?

А какой формы на самом деле радуга? Ведь мы всегда считали её дугой. Однако в данном случае ближе к правде оказались африканские мифы, считавшие радугу не полукругом, а кольцом. Действительно, настоящий радужный замкнутый круг мы можем увидеть из иллюминатора самолёта, а на земле мы, к сожалению, видим только его часть.

Раз радуга, два радуга.

А видели ли вы когда-нибудь несколько радуг одновременно? Это очень частое явление. Для нескольких «радужных мостов» нужно, чтобы световые лучи, пронзающие капли, отразились несколько раз.

Часто вместе с несколькими радугами можно различить и другое явление — полосу Александра (тёмная полоска неба между радужными «лесенками»).

Разновидности радуг

Но радуги бывают не только яркие и семицветные. Например, существует редкая туманная белая радуга. Выглядит она как широкая белая полоса, появляющаяся при проникновении света сквозь слабый туман. При этом туман должен состоять из капелек радиусом около 0,025 мм. Полоса радуги может быть не чисто белой, а с примесью оранжевого цвета с внешней стороны и фиолетового с внутренней.

Но если полную радугу можно увидеть только из самолёта, то другой оптический феномен — галό — доступен для человеческого глаза и на земле. Оно представляет собой светящееся кольцо вокруг мощного источника света и появляется благодаря кристаллам льда, находящимся в облаках.
Одна из разновидностей гало — огненная радуга. Чаще всего она появляется рядом с перистыми облаками. Ледяные капельки отражают лучи света, озаряя облака различными цветами.

Время радуги

Когда мы говорим про появление семицветного «коромысла», одним из условий его возникновения называем свет. Но свет есть не только днём. Так возможно ли рождение радуги в ночное время суток?

Ночного света луны вполне хватает для появления радуги. Он отражается от водяных капелек или водопада, образуя знакомые нам цвета. Однако в темноте человеческий глаз плохо различает эти цвета и принимает их за обычный белый свет. Наиболее видимой для людей лунная радуга становится во время полнолуния.

Собственная радуга

Если заметить естественную радугу никак не получается, то можно её сделать своими руками. Рассмотрим два простых способа.

Радуга в стакане

1. Нам понадобятся гранёный стакан с водой и лист бумаги.
2. Ход работы:

  • Ставим стакан с водой рядом с источником света. Желательно, чтобы это было место у окна, на которое светит солнце.
  • Лист бумаги располагаем на полу рядом с окном, выбирая освещенное место.
  • Смачиваем оконное стекло водой.
  • Вращаем стакан и бумажный лист до «появления» радуги.

Радуга в брызгах воды

Существует ещё более простой способ увидеть радугу.
1. Нам понадобятся: шланг с водой и место для проведения опыта (желательно двор на улице).
2. Ход работы:

  • Берём шланг с льющейся водой и аккуратно сжимаем основание горлышка, чтоб струя превратилась в брызги.
  • Направляем брызгающую струйку в солнечную сторону.
  • Внимательно присматриваемся. В брызгах будет видна радуга.

Как запомнить цвета радуги?

Все мы знаем известную фразу для запоминания порядка цветов радуги: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. Но существует ещё несколько мнемонических (созданных для лучшего закрепления памяти) полезных фраз.

  1. Простые забавные варианты:
    • Как Однажды Жак-Звонарь Головой Сломал Фонарь.
    • Крот Овце, Жирафу, Зайке Гладил Старые Фуфайки.
  2. Сложная философская: Кем Ощущается Жестокий Звон Гонга Сопротивления Фатальности?
  3. Интересная современная: Каждый Оформитель Желает Знать, Где Скачать Фотошоп.
Читайте также:  Чем грозит плохое зрение при беременности

#ADVERTISING_INSERT#

Исследовательская работа по теме: «Как появляется радуга. Получение радуги в домашних условиях»

fiz.na5bal.ru > География > Исследовательская работа
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Киселевского городского округа

«Основная общеобразовательная школа №35»
Исследовательская работа по теме:

«Как появляется радуга.

Получение радуги в домашних условиях».

Исполнитель:
Горошникова Евгения

Колтунова Алла Петровна

учитель физики
Киселёвск 2014г.

1.1.Значение слова «радуга» в разных энциклопедических словарях.

1.2 Легенды и верования, связанные с радугой.

1.3 История исследования радуги учеными.

1.4 Физика радуги.

1.6 Мнемонические фразы.

1.7 Радуга как символ.

1.8 Радуга в творчестве поэтов.

1.9 Радуга в живописи.

1.10 Можно ли нарисовать радугу тремя цветами.

1.11. Это интересно.

2.2. Эксперименты получения радуги в домашних условиях.

Список использованных источников.

Цель работы : Узнать о природе атмосферного оптического явления – радуга

Определить какая существует связь между дождём, солнцем и появлением радуги.


  1. Задачи исследования:

  • Узнать, почему появляется радуга и как это объясняется с точки зрения физики.

  • Выяснить, при каких условиях можно получить радугу.

  • Эксперименты и опыты получения радуги в домашних условиях.

Актуальность:

Какое из природных явлений может сравниться по красоте с радугой? Возможно полярное сияние, вот только его видели совсем не многие. А радугу, которая появляется сразу после дождя, видели все. Появившись на небосводе, она приковывает внимание. Она настолько красивая, что ее воспевают во многих песнях, описывают в литературе, складывают о ней легенды. Многие люди, также как и я с нетерпением ждут дождя, чтобы полюбоваться радугой. Какое же это разноцветное чудо природы? Как образуется радуга? А можно ли наблюдать эту красоту дома? Какие еще существуют радуги?

Эти вопросы заинтересовали меня и многих моих друзей. Эта тема стала мне интересна потому, что не многие знают, как образуется радуга. Чтобы ответить на все возникшие вопросы, я решила провести исследовательскую работу.

Можно ли получить радугу в домашних условиях?

Можно ли наблюдать радугу ночью?

Предмет исследования : радуга

Объект исследования : явление возникновения радуги

Методы исследования : изучение литературы, эксперимент, анкетирование
«Исследовать – значит видеть то,

И думать так, как не думал никто»

Альберт Сент — Дьери

1.1Значение слова «радуга» в разных энциклопедических словарях.

Радуга – разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается, когда солнце

освещает завесу дождя, расположенную на противоположной от него стороне

неба. Объясняется преломлением, отражением света в каплях дождя.

(Советский энциклопедический словарь под ред. А.М.Прохорова)

Радуга – разноцветная дугообразная полоса на небесном своде,

образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.

Т(олковый словарь русского языка Ожегова С.И.)

Радуга — претерпевшее изменение слово «райдуга», или Божья дуга. (По словарю В. Даля)
1.2Легенды, верования связанные с радугой.

В скандинавской мифологии радуга — это мост Биврёст, соединяющий Мидгард (мир людей) и Асгард (мир богов).

В древнеиндийской — лук Индры, мифологии бога, грома и молнии.

По славянским поверьям, радуга, подобно змею, пьёт воду из озёр, рек и морей, которая потом проливается дождём.

В Библии радуга появилась после всемирного потопа как символ прощения человечества, и является символом союза Бога и человечества (в лице Ноя) о том, что потопа никогда больше не будет.

Издавна, наблюдая интересное красивое природное явление, народ подметил ряд признаков, относящихся к природе.

-радуга на небе – к перемене погоды

-высокая и крутая радуга – к ветру, а пологая и низкая – к дождю. — вечерняя радуга предвещает хорошую, а утренняя – дождливую погоду.
-радуга после дождя, быстро исчезающая, — к хорошей погоде.
-радуга держится долго – к ненастью.
-когда возникает 2 или 3 ярких радуги, бывает продолжительный дождь.

1.3 История исследования радуги учеными А пытался ли кто-нибудь в истории человечества познать природу радуги. Я нашла ответ на этот вопрос в разных источниках.

Это красивое явление стали изучать уже в глубокой древности. Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину радуги. Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик, в 1304 г. Воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако Открытие Теодорика было забыто. Общая физическая картина радуги была уже четко описана архиепископом Марком Антонием де Доминисом в 1611 году. Он объяснил, что радуга появляется в результате объяснил, что радуга появляется в результате отражения света от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления – при входе в каплю и выходе из неё. Первая попытка закончилась плачевно. Автор рукописи был заточен в тюрьму, где и умер, дожидаясь смертной казни. Инквизиция приговорила любознательного священника к смерти за то, что его теория о возникновении радуги противоречила библейскому толкованию. Антонио Доминис умер в тюрьме, не дождавшись казни, но его тело и рукописи были сожжены.Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в своем труде «Метеоры» в главе «О радуге» (1635г.).Он провёл первые исследования формы радуги. Для этого ученый использовал стеклянный шар, заполненный водой, что давало возможность представить, как отражается солнечный луч в капле дождя, преломляясь и тем самым становясь видимым. В то время еще не была открыта дисперсия, поэтому радуга Декарта была белой . В отношении цветов радуги теория дополнена Исааком Ньютоном . В 1672 году Исаак Ньютон доказал, что обычный белый цвет – это смесь лучей разногоцвета.Я затемнил мою комнату, — писал он, — и сделал очень маленькое отверстие в ставне для пропуска соответствующего количества солнечного света». На пути солнечного луча ученый поставил особое трехгранное стеклышко — призму (слово «призма» в переводе с греческого означает распиленное). На противоположной стене он увидел разноцветную полоску – спектр (от латинского «Спектрум»- видимое). Ньютон объяснил это тем, что призма разложила белый цвет на составляющие его цвета. Поставив на пути разноцветного пучка еще одну призму, ученый снова собрал все цвета в один обычный солнечный луч. Причём первоначально он различал только пять цветов — красный, жёлтый, зелёный, голубой и фиолетовый, о чём и написал в своей «Оптике». Но впоследствии, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил к пяти перечисленным цветам спектра ещё два.

1.4 Физика радуги

Радуга и есть большой изогнутый спектр, или полоса цветных линий, образовавшихся в результате разложения луча света, проходящего через мельчайшие капельки дождя. В данном случае капли дождя выполняют роль призмы. Каждую такую каплю можно сравнить с круглым стеклянным аквариумом. Свет входит в каплю с одного ее конца, отражается от внутренней, противоположной поверхности под углом и выходит сквозь ту же поверхность, что и входил, но уже с другой точки.

Радуга — атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или перед ним. Оно выглядит как дуга или окружность. Радугу можно увидеть не только в небе, но и у водопада или фонтана.

Наверняка, кто видел радугу, могли заметить, что солнце всегда находится с противоположной от радуги стороны. Чтобы наблюдать радугу находиться необходимо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед тобой). Иначе радуги не увидеть! Солнце, 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. Утренняя радуга означает, что солнце находится на востоке, а дождь идет на западе. При послеобеденной радуге солнце расположено на западе, а дождь — на востоке.

Любуясь радугой, можно заметить, какой высокий и крутой ее разноцветный мост. Но глядя с поверхности Земли не видно больше половины дуги. Совсем другое дело, если смотреть на радугу с вершины горы на низменную равнину – туда, где приземляются капли дождя. В поле зрения оказалась бы больше половины окружности, а при особо благоприятных условиях, например из кабины самолета, можно увидеть радугу в виде полного кольца.

Почему же человеческий глаз видит радугу именно в форме дуги, а не, например, в форме вертикальной цветной полосы? Здесь вступает в силу закон оптического преломления, при котором луч, проходя через каплю дождя, находящуюся в определенном положении в пространстве, преломляется 42 раза и становится видимым человеческому глазу именно в форме окружности. Вот как раз часть этой окружности все и привыкли наблюдать.

В радуге нижний цвет – фиолетовый, а верхний – красный, это объясняется тем, что каждая из семи составляющих белого цвета преломляется под своим углом. Луч фиолетового цвета преломляется в наибольшей степени, в то время как красный – в наименьшей.

Капли расположенные выше всего, посылают вниз, к глазу наблюдателя, наименее преломленные лучи красной части спектра. В то же время нижние капли посылают глазу лучи фиолетового цвета. Капли расположенные между ними посылают остальные цвета. Таким образом, существует значительное число капель, которые воспроизводят глазу человека весь диапазон цветов. А поскольку каждый наблюдатель воспринимает свет лишь от «своей» системы капель, то и видит он лишь «свою» радугу. То есть количество радуг равно количеству наблюдателей, хоть они и полагают, что любуются одной и той же радугой!

Почему иногда снаружи обычной радуги мы видим вторую, менее яркую, в которой порядок цветов обратный? Причина второй радуги, как и первой, заключается в преломлении и отражении света в капельках воды. Однако перед тем как превратиться во «вторую радугу», лучи солнечного света успевают два раза, а не один, отразиться от внутренней поверхности каждой капельки. Капельки, дающее начало «второй радуге», находятся выше тех, что служат источником «первой».

Если бы капли всё время висели в воздухе, то можно было бы наблюдать радугу в течение всего дня. Почему же этого не происходит?

Потому, что капли испаряются, или, слившись друг с другом, падают на землю и радуга быстро исчезает.

Кроме солнечных радуг существуют еще и лунные радуги. Однако это явление очень редкое. Наблюдать его можно при полной Луне, на не закрытой облаками, при одновременном выпадении ливневого дождя. Но по сравнению с солнечными, лунные радуги более слабые, для них характерно отсутствие красного цвета даже при крупных каплях дождя. Все дело в слабости света исходящего от Луны. Как солнечные, так и лунные радуги возникают в результате преломления света на мельчайших капельках воды, которые играют роль миниатюрных призм. Еще бывает туманная радуга, которая появляется при туманной погоде. Она практически белая . Радуга над водопадами. Причина появления такого вида радуги – непрерывный водяной туман над водопадами . «Огненная» радуга. Она, фактически, совсем не связана с огнем. Только красивый оптический эффект.

1.6 Мнемонические фразы

Цвета в радуге расположены в последовательности, соответствующей

В Библии радуга является символом Завета Бога. Радуга также означает преображение, небесную славу, разные состояния сознания, встречу Неба с Землёй, мост или границу между миром и раем, трон бога Неба. Таким образом, радуга играет роль одного из важных символов мировых религий.

Организация по защите окружающей среды Гринпис использует пятицветное изображение радуги обычно на белом фоне в качестве символа охраны природы. Во время войны в Ираке в 2003 многие итальянцы последовали призыву (Мир со всех балконов) и повесили флаги на балконы и стены домов. Было вывешено более миллиона флагов по всей Италии.

1.8 Радуга в творчестве поэтов

С радугой всегда связывают ощущения радости и освобождения. Она добрая предвестница. Поэты неоднократно обращались к радуге. Например,хорошо передал ощущение радости, вызываемое радугой, Гёте:

К тебе я, солнце, обращусь спиною;

На водопад сверкающий, могучий

Теперь смотрю я с радостью живою,-

Стремится он, дробящийся, гремучий,

На тысячи потоков разливаясь,

Бросая к небу брызги светлой тучей.

И между брызг, так дивно изгибаясь,

Блистает пышной радуга дугою,

То вся видна, то вновь во мгле теряясь,

И всюду брызжет свежею росою!

Всю нашу жизнь она воспроизводит:

Всмотрись в нее — и ты поймешь душою,

Что жизнь на отблеск красочный походит.

Раз пройти под радугой босиком.

Конечно, не только о хорошей погоде думали люди, любуясь радугой. С радугой издавна связывались представления о благополучии, о счастье. Существовало поверье, будто в том месте, где радуга как бы уходит одним из своих концов в землю, можно, откопать горшок с золотом. А чтобы до окончания жизни быть счастливым и удачливым во всех делах, достаточно хотя бы раз пройти под радугой босиком. Жаль вот только, что никому еще не удавалось пройти под радугой, никто не смог подойти к ее основанию. Восхищаясь “жемчужным, разноцветным мостом”, Ф. Шиллер с грустью замечает:

Идешь к нему — он прочь стремится,

И в то же время недвижим;

С своим потоком он родится

И вместе исчезает с ним.

Радуга действительно неуловима и недолговечна. Она дарит ощущение радости, но, увы, ощущение это мимолетно. Она дарит мечту о счастье, но счастье это оказывается недостижимым. Удивительное в своей красоте “мимолетное виденье” буквально тает на наших глазах, оставляя нам чувство светлой грусти. Об этом очень хорошо писал Ф. И. 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.

Он сочетает воздух, влагу, свет —

Все, без чего для мира жизни нет.

Он в черной туче дивное виденье

Являет нам. Лишь избранный Tворцом,

Исполненный господней благодати, —

Как радуга, что блещет лишь в закате, —

Зажжется пред концом.

1.9 Радуга в живописи

Это красивое природное явление не оставило равнодушными многих художников мира. Например, А.К. Саврасов, который известен как автор картины «Грачи прилетели». В 1875 году он написал картину «Радуга», которая заслуживает внимания.

Художник света — так называют Архипа Ивановича Куинджи, одного из необычайных мастеров пейзажной живописи XIX века. «Иллюзия света, — писал Репин, — была его богом, и не было художника, равного ему в достижении этого чуда живописи. Картину «Радуга над болотом» Куинджи писал 5 лет: с 1900 по 1905 гг

1.11. Это интересно.

То, что я узнала из источников Интернета, действительно, мне показалось очень интересным.

Современный мир поистине не имеет границ, и люди дарят друг другу уже и звезды, и участки на Луне, и острова. Может, когда-нибудь будет возможным подарить на день рождения дождь. По крайней мере, организовать настоящую разноцветную и выглядящую вполне натурально радугу уже реально. Обычно мать-природа решает, когда мы сможем увидеть радугу. И согласитесь, это происходит крайне редко. Мы дёргаем друг друга за рукава и говорим – посмотри, радуга! Как красиво! Это зрелище по-настоящему захватывающе. Майкл Джонс МакКин (McKean Michael Jones), профессор одного американского колледжа и по совместительству художник, «не отличается терпеливостью и не способен ждать, когда природе станет угодно показать радугу» (как он утверждает), поэтому он решил изобрести машину, которая производила бы радугу всего одним щелчком рычажка. И он изобрел ее. Профессор Мак Кин изучал радугу и проводил различные эксперименты еще с 2002 года. И, в конце концов (к 2010 году!), его труды увенчались успехом – изобретением настоящей машины, производящей искусственную радугу.

Искусственная радуга ничем не хуже настоящей, при этом у нее есть преимущество – она готова в любой момент порадовать человеческий глаз.

Машина по производству искусственной радуги Мак Кина состоит из реактивных насосов и специально спроектированных носиков, которые распыляют плотную стену воды в небо. Ведь, если вы знаете, радуга – это освещенная солнцем завеса дождя. Вы можете увидеть это чудесное явление, поливая, скажем, растения в саду. Но искусственная радуга из машины Мак Кина – более впечатляющих размеров, равных природным.

Следует отметить, что машина «по производству радуги» имела успех на американском рынке. Ведь это не только оригинальный подарок , но это еще и способ привлечь внимание потребителей. Так, на крыше одного из торговых центров в штате Небраска (Nebraska), была установлена такая машина по производству искусственной радуги, и теперь центр ежедневно в течение 15 минут дарит людям радость повидать радугу, спускающуюся прямо с крыши здания.

Узнав столько интересного о радуге, мне захотелось узнать: а что знают ребята нашей школы о радуге. Для этого мною была проведена анкета среди учащихся начальных классов. Ребятам было предложено 5 вопросов:


  • Видел ли ты радугу?

  • Знаешь ли ты, причины появления радуги?

  • Бывает ли радуга без дождя?

  • Знаешь ли ты, последовательное расположение цветов радуги?

  • Можно ли получить радугу в домашних условиях?

Проанализировав ответы учащихся и сопоставив их с тем, что узнала я о радуге, пришла к выводу, что надо выступить перед ребятами со своей исследовательской работой и рассказать об удивительном явлении природы – радуге.

2.2Эксперименты получения радуги в домашних условиях

1…В солнечный день необходимо поставить около окна таз с водой и опустить в него зеркало. Нужно повернуть зеркальце под таким углом, чтобы на него падал яркий солнечный свет. Зеркало нуждается в подставке, так как угол между ним и поверхностью воды должен составлять 25°.

Если зеркальце «поймает» луч света, то в результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на стене или на потолке возникнет радуга.

2 Цель- разделить свет на цвета с помощью тонкой плёнки.

Поставим миску с водой на стол, чтобы на неё не падали прямые лучи света. Поддерживая над миской кисточку из пузырька с лаком, пока капля лака не упадёт в воду.

Наблюдая за поверхностью воды. Двигая головой, можно увидеть, на разлившимся на воде тонким слое лака видны радужные переливы.

Лак образует тонкую плёнку на поверхности воды. Когда на поверхность плёнки падает свет, каждый его луч частично отражается от неё. Другая часть луча достигает нижней поверхности плёнки и тоже отражается от неё. Отражение лучей складываются друг с другом, и мы можем видеть переливы радужных тонов. Но видим мы их только при определённой толщине плёнки. Если толщина плёнки будет слишком велика или мала, то время, необходимое лучу, чтобы пройти её насквозь и вернуться обратно, будет либо больше, либо меньше нужного, и радуга не получится.

3 С помощью пульверизатора создаем облако падающих в воздухе капель и на них наблюдаем радугу.

Условия такого опыта вполне соответствует природным, однако, получить требуемое облако совсем не просто.

4 Берем приспособление, окунаем в баночку с мыльной пеной и выдуваем пузыри. На летящих в воздухе пузырях можно увидеть радугу.

Эффект радуги можно получить в домашних условиях и в любое время года любоваться этим красивейшим природным явлением, которое всё ещё хранит много загадок.

Цель — узнать о природе атмосферного оптического явления – радуга, была мною достигнута, выдвинутые мною гипотезы подтвердились.

В дальнейшем в этом направлении хочу продолжить исследовать природу цветов радуги, чем занимается наука «цветоведение».

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные материалы могут быть использованы при проведении недели физики в школе, а так же учителями начальных классов при проведении уроков и занятий по ознакомлению с окружающим миром и явлениями, происходящими в окружающем мире.

Выполнив эту работу, я убедилась, что радуга — хорошо известное оптическое явление в атмосфере; наблюдается, когда солнце освещает пелену падающего дождя и наблюдатель находится между солнцем и дождём. Радуга наблюдается не только на пелене дождя. В меньших масштабах ее можно увидеть на каплях воды у водопадов, фонтанов и в морском прибое. При этом в качестве источника могут служить не только Солнце и Луна, но и прожектор.

Интересно расположение цветов в радуге. Оно всегда постоянно. Красный цвет главной радуги расположен на ее верхнем крае, фиолетовый – на нижнем. Между этими крайними цветами следуют друг за другом остальные цвета в такой же последовательности, как в солнечном спектре. В принципе в радуге никогда не бывают представлены все цвета спектра. Чаще всего в ней отсутствуют или слабо выражены синий, темно-синий и насыщенный чисто красный цвета. С увеличением размеров капель дождя происходит сужение цветных полос радуги, сами же цвета становятся более насыщенными.

Осуществление данного проекта позволило мне развить свои навыки работы с дополнительной литературой, умение проводить эксперименты, проводить анализ полученных результатов, обосновывать итоги исследований. Во время работы над проектом я узнала о природном явлении радуге: как появляется радуга и почему она разноцветная, определила, какая существует связь между дождем, солнцем и появлением радуги,

что радуга может быть одной дугой, а может быть двойная или даже тройная. Из истории изучения радуги я выяснила, что многие пытались объяснить природу этого явления, но полно это явление раскрыл Исаак Ньютон .Существует ночная радуга (лунная) и зимняя, но она бывает очень редко и не такая красочная как летняя.

Почему появляется радуга

Что такое радуга

Радуга – это атмосферное оптическое явление, которое наблюдается при освещении Солнцем множества водяных капелек во время дождя или тумана, или после дождя. В результате преломления солнечных лучей в каплях воды во время дождя на небе появляется разноцветная дуга.

Радуга так же возникает и в отражённых лучах Солнца от водной поверхности морских заливов, озёр, водопадов или больших рек. Такая радуга появляется на берегу водоёмов и выглядит необычайно красиво.

Почему радуга разноцветная

Дуги радуги разноцветные, но чтобы они появились, необходим солнечный свет. Солнечный свет кажется нам белым, но на самом деле состоит из цветов спектра. Мы привыкли различать в радуге семь цветов — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый, но так как спектр непрерывен, то цвета плавно переходят друг в друга через множество оттенков.

Разноцветная дуга появляется оттого, что луч света преломляется в капельках воды, а затем, возвращаясь к наблюдателю под углом в 42 градуса, расщепляется на составные части от красного до фиолетового цвета.

Яркость оттенков и ширина радуги зависят от размера капель дождя. Чем крупнее капли, тем уже и ярче радуга, тем в ней больше красного насыщенного цвета. Если идёт мелкий дождик, то радуга получается широкая, но с блёклыми оранжевыми и жёлтыми краями.

Какая бывает радуга

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, с борта самолёта или с высокой горы.

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-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 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 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 — 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 — 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.

Бывает ли радуга без дождя?

Радугу можно наблюдать и в солнечный ясный день возле водопадов, фонтанов, в саду при поливе цветов из шланга, зажав отверстие шланга пальцами, создавая водяную дымку и направляя шланг в сторону Солнца.

Как запомнить цвета радуги

Если вы не можете запомнить, как располагаются цвета в радуге, вам поможет известная каждому с детства фраза: « К аждый О хотник Ж елает З нать Г де С идит Ф азан».

Причины появления радуги

Одно из явлений природы, приносит искреннюю и радостную улыбку на лице, пожалуй, каждого человека это появление радуги. Это не материальный объект, а световой прием, поэтому каждый видит ее по-своему. Издавна люди считали, что это знак Божий и его милость, ведь радуга появляется из ничего и исчезает также в никуда.

Но и здесь есть разумное и логичное объяснение этого явления. Итак, откуда она берется?

Появление радуги с точки зрения физики

Физики объясняют это так: луч света проходит через каплю воды и преломляется в ней. Поскольку капля имеет каплевидную форму, а не шарообразную, тогда логично, что если в одном месте луч отражается, то в другом он выходит наружу. При этом возникает дисперсия света, т.е. разложения света. Вследствие этого же и возникает это красивое природное явление.

Обычно возникает только одна радуга, состоящая из 7 цветов. Однако в связи с тем, что световой луч может отразиться дважды, можно наблюдать еще одну. Интересно знать, что у второй расписание цветов будет обратным, то есть если в первой внешняя часть имеет красный цвет, а внутренняя — фиолетовый, то у второй будет наоборот, внешняя — фиолетовый и внутренняя — красный.

Большинство из нас даже не догадывается насколько уникальная природа, и чудеса она нам приносит, ведь мало кто знает, что кроме обычной радуги, образующуюся с помощью солнца и капель воды есть еще и другие разновидности этого чуда.

Разновидности

Такое природное явление часто называют иридой. Примером этого является ночная. В общем, возникновения такой радуги ничем не отличается от обычной, но здесь одну из главных ролей играет не Солнце, а Луна. Важно знать, что для появления месячной радуги положение Луны на небе не должно быть выше или ниже, чем 42 градуса. Интересно знать, что Луна должна быть полной, ведь так будет больше света. Представляется, что яркость такой разновидности будет меньше чем яркость обычного явления, ведь Луна отражает меньше света от Солнца чем само Солнце.

Еще одним примером является округло-горизонтальная или огненная радуга. Один из видов гало. Это феномен, представляющий собой возникновение горизонтальной радуги, лежащий на фоне легких и высоких перистых облаков. Для того, чтобы солнечный луч сломался, кристалл льда должен быть в горизонтальном положении. Лучи солнца входят через вертикальную боковую стенку кристалла и выходят из нижней горизонтальной стороны. Так возникает спекторальное разделения цветов.

Совет 1: Все про радугу как физическое явление

Радуга – одно из тех необычных оптических явлений, которыми природа порой радует человека. С давних пор люди пытались объяснить возникновение радуги. Наука в значительной мере приблизилась к пониманию процесса возникновения явления, когда в середине XVII века чешский ученый Марк Марци обнаружил, что световой луч неоднороден по своей структуре. Несколько позже Исаак Ньютон изучил и объяснил явление дисперсии световых волн. Как теперь известно, световой луч преломляется на границе двух прозрачных сред, имеющих различную плотность.

  • Все про радугу как физическое явление
  • Что такое снегопад как явление природы
  • Почему небо голубое

Совет 2 : Как объяснить ребенку, что такое радуга

  • — лист бумаги;
  • — фломастеры или краски.

Совет 3 : Бывает ли радуга ночью

Как образуется радуга?

При определенных метеорологических условиях в воздухе подвешены капли дождя или тумана – они могут быть достаточно крупными или очень мелкими. Обычно в такую погоду небо затянуто тучами, и солнечный свет не пробивается через них, но иногда солнце выглядывает из облаков, и его лучи проходят сквозь водяные капли. Как известно из основ оптической физики, белый свет при проходе через среду с другой плотностью преломляется и распадается на спектр: возникают семь основных цветов – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Это явление называется дисперсией цвета, оно было открыто Ньютоном в 1672 году, а объяснено гораздо позже.

Если стоять спиной к источнику света, то есть в данном случае к солнцу, то напротив можно увидеть радугу – ее дугообразная форма объясняется тем, что человек видит лишь часть окружности. На самом деле радуга круглая: ее настоящую форму можно наблюдать с самолета.

Лунная радуга

Ночью тоже можно наблюдать радугу, если есть источник света – как правило, это луна. Луна не светит, но отражает свет от солнца, и во время полнолуния или приближенной к нему фазы она дает довольно яркий свет. Если при этом в воздухе есть мелкие капли воды, то образуется такая же радуга, как и днем. Она отличается лишь яркостью и интенсивностью цветов – лунная радуга обычно бледнее, так как света гораздо меньше. А чаще всего она выглядит белой – глаз человека не может разглядеть весь спектр, так как отвечающие за цвета колбочки при недостатке освещения работают плохо.

Но если сфотографировать такое явление с долгой экспозицией, на снимке можно увидеть все цвета спектра.

Лунную радугу можно наблюдать гораздо реже, так как для ее появления должны соблюдаться одновременно несколько условий. Луна должна находиться невысоко в небе, чтобы свет падал не вертикально. Небо должно быть достаточно темным, чтобы на его фоне увидеть радугу. Напротив луны должен идти дождь или стоять туман. Гораздо проще увидеть лунную радугу около водопада – их часто наблюдают у водопада Виктория, у Ниагары, на территории парка Йосемити. Довольно часто возникают лунные радуги на Ямале, так как там нередки сильные туманы.

Существует еще одно явление, которое часто путают с лунной радугой – это гало, разноцветное или белое кольцо вокруг лунного диска, которое образуется из-за преломления света, проходящего через кристаллы облаков.

Читайте также:  Возможность ориентироваться в пространстве обеспечивает зрение
Источники:
  • http://rosuchebnik.ru/material/chto-takoe-raduga/
  • http://fiz.na5bal.ru/geografiya/178/index.html
  • http://vse-sekrety.ru/929-pochemu-poyavlyaetsya-raduga.html
  • http://www.schastie.by/obrazovanie/prichini-poyavleniya-radugi.html
  • http://www.kakprosto.ru/kak-876131-vse-pro-radugu-kak-fizicheskoe-yavlenie