Радуга повисла разноцветным коромыслом,
Опустив один конец в зеленый океан…
М.Рысаков
Каждый человек хотя бы раз в жизни любовался природным чудом – радугой. Я много раз видел радугу, и всегда это явление приводило меня в восторг. Прошлым летом мы с мамой 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 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.
Гипотеза: радугу можно самостоятельно получить в домашних условиях.
Объект исследования – природное явление радуга.
Предмет исследования – происхождение радуги.
Задачи исследования:
1. Узнать, что такое радуга;
2. Узнать, при каких условиях в природе появляется радуга и какие бывают радуги;
3. Попробовать получить радугу в домашних условиях.
В ходе работы применялись такие методы исследования:
- изучение научно-познавательной литературы,
- просмотр видеоматериалов,
- проведение экспериментов,
- наблюдение.
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. Когда мы видим радугу, то сразу такой всплеск эмоций наступает, хоть это явление не так часто, но в памяти остаётся надолго. Вообще удивительно, казалось бы свет и вода - что тут такого? А получается такая вот красота...
Радуга – это великолепное красочное явление, издавна поражало воображение людей. Глядя на радугу, хочется верить в чудеса и волшебство.
На небе радуга сияет и блестит,
Как будто нам по ней проход открыт.
Луч многоцветный опустился из небес,
В прекрасной радужной пыли сияет лес.
Листва мерцает, словно изумруд,
Отсветы радуги видны и там и тут,
Лес в сказку погрузился и затих,
Он хочет задержать чудесный миг.
Наукой всё для нас давно объяснено,
Но до конца понять природу не дано.
Завидев радугу в небесной синеве,
Мечтаем мы, что это символы извне.
Восторг уносит нас в заоблачный полёт,
Быть может, там разгадка чуда ждёт.
Нам светит радуга, свежа и хороша,
От ярких красок счастьем светятся глаза.
1.Теоретическая часть
- Значение слова «радуга» в этимологических словарях
Стою и радуюсь:
Радуга, радуга!
Полоса — к полоске,
Линия — к линии:
Желтая, зеленая, красная, синяя…
Мне сказали, будто это –
Все из солнечного света.
Если вместе их смешать,
Будет просто свет опять.
И. Векшегонова
Меня очень интересовал вопрос, почему это сказочно красивое явление природы называется радугой.
Я взял разные этимологические словари и прочитал:
Существует несколько теорий, объясняющих его происхождение. В соответствии с одной из них, radoga является производным от праславянского корня radъ, значение которого аналогично англосаксонскому rot (радостный, благородный).
Согласно другой этимологической гипотезе, корень rad является производным от Arda (имя одного из славянских вождей).
Некоторые исследователи языка склонны предполагать, что слово «райдуга», как произносится это слово в ряде диалектов современного русского языка, имеет народную этимологию, образовалось в результате слияния слов «рай» и «дуга». Так же оно звучало в русском языке в 17–18 веках. В таком случае радуга буквально означает «пестрая дуга».
Менее убедительно по словообразовательно-фонетическим основаниям объяснение слова как производного от бога Ра. Ра Дуга–это дуга Бога солнца Ра.
1.2. Значение слова «радуга» в толковых словарях.
Я прочитала значение слова «радуга» в различных толковых словарях.
Толковый словарь Ожегова:
Радуга - разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.
Современный толковый словарь:
Радуга - разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается, когда Солнце освещает завесу дождя, расположенную на противоположной от него стороне неба. Объясняется преломлением, отражением и дифракцией света в каплях дождя.
1.3.Радуга в мифах и легендах
Радуга — атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или (существенно реже) перед ним.
Радуга - одно из красивейших явлений природы. 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 скандинавской мифологии радуга - это мост Биврёст, соединяющий мир людей и мир богов.
В Библии радуга появилась после всемирного потопа как символ прощения человечества, союза Бога и человека (в лице Ноя) и того, что потопа никогда больше не будет.
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.
Древним грекам радуга представлялась посредницей между небом и землёй, то есть между богами и людьми. Они отождествляли радугу с прекрасной Иридой и изображали её одетой в шелка, который переливался всеми семи цветами. Непременным атрибутом Ириды были золотые крылья. Они символизировали её непостоянный нрав: ведь радуга появляется и исчезает всегда неожиданно.
Но на этом моё исследование только началось. Почти во всех толковых словарях я прочитала, что Радуга – это солнечные лучи, преломляющиеся в каплях дождя. И я решила выяснить, что такое преломление лучей. Ответ на этот вопрос мы искали в дополнительной литературе. Вот, что мы узнали.
1.4. История исследования явления.
Отчего же появляется такая красивая, да еще цветная картина в воздухе? Многие ученые древности пытались найти ответ на этот вопрос.
Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину появления радуги. Он определил, что "радуга - это оптическое явление, а не материальный объект". Аристотель предположил, что радуга возникает в результате необычного отражения лучей солнечного света от облаков.
Явление радуги преломлением солнечных лучей в каплях дождя в 1267 году объяснил Роджер Бэкон.
Научное объяснение радуги дал французский философ, математик, механик Рене Декарт в 1637г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. В то время еще не было открыто разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой.
Также в 17 веке Марк Антоний де Доминис в своей книге описал физическую картину радуги. На основании опытных наблюдений он пришёл к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления - при входе в каплю и при выходе из неё.
А в 1666 году Исаак Ньютон первый доказал, что обычный белый свет – 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 свет на составляющие его цвета. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный. (Приложение 1)
В итоге учёные дают следующее объяснение этому чуду природы.
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.
1.5. Почему радуга разноцветная?
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 от того, 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. Капли дождя или воды играют роль призмы, которая раскладывает луч света на его частички и помогают появиться радуге.
Цвета радуги располагаются в определённом порядке, который можно легко запомнить, если выучить фразу: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», «Крот овце, жирафу, зайке гладил старые фуфайки», «Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь». Каждая из первых букв этих слов в предложениях соответствует определённому цвету.
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.
Итак, я выяснила, что радуга – это разноцветная дуга на небосводе, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях. Радуга просматривается на фоне дождевой завесы или полос падения дождя. Увидеть радугу можно в то время, когда параллельно с дождем светит Солнце. Чтобы ее увидеть, нужно находиться строго между Солнцем и дождем. При этом Солнце должно находиться сзади, а дождь – впереди.
1.6. Виды радуги
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.
Двойная радуга
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 радуге расположены в зеркальном отражении и менее яркие. Небо между радугами всегда более тёмное, чем другие участки неба. 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.
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, как она называется в науке.
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.
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.
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Анкетирование
Я захотел выяснить, что знают мои одноклассники о радуге, и предложил им ответить на несколько вопросов:
1) Вы видели радугу?
2) Как возникает радуга?
3) Сколько цветов у радуги?
4) Какие цвета имеет радуга? Запишите их в правильном порядке.
5) Бывает ли радуга ночью?
6) Можно ли получить радугу дома?
Оказалось, что все ребята видели радугу, но только 5 знают точно, почему она возникает.
Все знают, что у радуги семь цветов, но расположить их в правильном порядке смогли только 9 учащихся.
На 5 и 6 вопрос не смог ответить никто.
Значит, мне нужно найти ответы на эти вопросы и рассказать об этом ребятам.
2.2.Эксперименты по получению радуги в домашних условиях (Приложение 2)
Эксперимент 1
(получение радуги при помощи солнца и воды)
Я взял стакан с чистой водой и лист белой бумаги.
Стакан поставил на подоконник так, чтобы на него падало солнце. Затем намочил окно тёплой водой и стал поворачивать стакан до тех пор, пока радуга не отразилась на листе.
Эксперимент 2
(получение радуги при помощи зеркала, солнца и воды)
Мне понадобилась миска с водой, в которую я положила зеркальце. Миску расположила так, чтобы солнце попало на зеркало.
Радуга отразилась на потолке комнаты.
Эксперимент 3
( наблюдение радуги на диске)
Я направил луч фонарика на компьютерный диск под углом. Диск поймал луч света, и в результате преломления луча радуга появилась на диске, а на стене отразился солнечный зайчик.
Эксперимент 4
(получение белого цвета из радуги на бумаге)
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.
Я взял белый круг бумаги и раскрасил его в семь цветов радуги, а потом насадил этот круг на деревянную шпажку. И начал быстро его вращать. Вместо цветного круга мы увидели белый цвет. Из Интернета я узнал, что наши глаза не могут на быстро вращающемся круге видеть каждый цвет по отдельности и для него все они сливаются в один белый цвет.
Заключительная часть.
В результате своего исследования я узнал, как появляется радуга и какой она бывает. А также выяснил, что капли дождя и кристаллы льда могут разделить белый цвет на семь цветов, поэтому наблюдать радугу можно в любое время года.
Я познакомился со способами получения радуги в «домашних условиях» и провел эксперименты, которые прошли удачно и мы могли любоваться этой красотой дома и в классе.
По полученным результатам я пришёл к таким выводам:
1. Причиной возникновения радуги является преломление и «распад» солнечного света в каплях воды и отражение этого света на небе или на листе;
2. Получение и наблюдение радуги в домашних условиях возможно.
Теперь я знаю, когда появляется радуга и как она образуется. Увидеть радугу можно, только если солнце и дождевая завеса расположены на противоположных частях неба, а вы стоите спиной к солнцу.
Моя гипотеза подтвердилась – в домашних условиях можно получить радугу. «Домашняя радуга» ничуть не хуже природной и от нее тоже становится радостнее на душе.
Радуга – удивительное явление природы, можно сказать чудо природы, которое никогда не перестанет нас восхищать.