Научная работа по окружающему миру

Научно - практическая конференция

Учащихся 1-5 классов Свердловского района

г.Красноярск

Отчего бывает радуга?

Исследовательская работа по окружающему миру.

Выполнили:

Ученицы 3в класса

МБОУ СОШ №92 Свердловского района г.Красноярск

Лаврова Алёна и Пузина Вероника.

Руководитель:

Грушенцева Нина Александровна

Учитель начальных классов

МБОУ СОШ №92

КРАСНОЯРСК 2015

Содержание:

1. Введение 3 стр.

2. Часть 1 6-8 стр.

3. Часть 2 9-13 стр.

4. Часть 3. Опыты. 14-16 стр.

5. Заключение 17 стр.

6. Литература 18 стр.

ВВЕДЕНИЕ

Тема нашей исследовательской работы - «Радуга». Данная тема нас заинтересовала тогда, когда мы решили полить растения в саду в яркий солнечный день . Мы стояли спиной к солнцу . Каково было наше удивление когда в брызгах воды мы увидели радугу. Затем у нас стали возникать следующие вопросы, отчего же бывает радуга, какова её история исследования, какие бывают необычные радуги, провести свои исследования, узнать как можно больше о радуге. Ещё Аристотель, древнегреческий философ, пытался объяснить причину радуги. Таким образом, мы решили провести свое исследование.

Гипотеза: Радуга- одно из самых красивых явлений природы ,откуда берётся радуга.

Цель нашего исследования: узнать, откуда берётся радуга. Доказать, что радуга одно из самых красивых явлений природы и появляется только в солнечный день после дождя, когда солнечные лучи проходят через дождевые капли и ее цвета появляются в определенном порядке.

Задачи:

- узнать и объяснить, откуда берётся радуга;

- какие бывают радуги;

- выяснить, можно ли получить радугу, заменив солнечные лучи

искусственным источником света.

Объект исследования : природное явление - радуга.

Предмет исследования: понятие «радуга» как природное явление.

Основные методы:

1. Теоретические.

2. Практические.

Часть 1.

Откуда берётся радуга?

Ра́дуга - атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или (существенно реже) перед ним. Оно выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра. Солнечный луч или обычный луч белого света в действительности является сочетанием всех цветов. Белый луч распадается на различные цвета. Мы видим красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый цвета. Этих цветов семь, и они расположены в строгой последовательности. Предмет, который может разложить луч света на его составляющие, называется "призмой". Образуемые цвета создают полоску из цветных сочетающихся линий, которая называется "спектр". Радуга и есть большой изогнутый спектр, или полоса цветных линий, образовавшихся в результате разложения луча света, проходящего через капельки дождя. В данном случае капли дождя выполняют роль призмы.

Радуга появляется только во время ливня, когда идет дождь и одновременно светит солнце. Находиться необходимо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем. Солнце посылает лучи, которые, попадая на капельки дождя, создают спектр. 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.

Однако есть такое редкое природное явление, как ночная радуга. Ее повезло увидеть жительнице Швеции Мариан Эриксон. Радуга протянулась по ночному небу и стояла при полной луне в течение минуты. Этот феномен не имеет специального названия, но описан в литературе. Радуга возникает в свете полной луны, когда идет дождь.

Физика радуги

Преломление света при его переходе в среду с иной оптической плотностью

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет испытывает преломление в капельках воды дождя или тумана, парящих в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов (показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), 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).

Схема образования радуги
1) сферическая капля, 2) внутреннее отражение, 3) первичная радуга, 4) преломление, 5) вторичная радуга, 6) входящий луч света, 7) ход лучей при формировании первичной радуги, 8) ход лучей при формировании вторичной радуги, 9) наблюдатель, 10) область формирования первичной радуги, 11) область формирования вторичной радуги, 12) облако капелек.

Чаще всего наблюдается первичная радуга, при которой свет претерпевает одно внутреннее отражение. В первичной радуге красный цвет находится снаружи дуги. Иногда можно увидеть ещё одну, менее яркую радугу вокруг первой.

Это вторичная радуга, в которой свет отражается в капле два раза. Во вторичной радуге «перевёрнутый» порядок цветов - снаружи находится фиолетовый, а внутри красный. Небо между двумя радугами обычно имеет заметно более тёмный оттенок. Также возможно наблюдение радуги и более высоких порядков, но уже, преимущественно, в лабораторных условиях.

Лунная радуга

Лунная радуга (также известная как ночная радуга) - радуга, порождаемая Луной. Отличается от солнечной только меньшей яркостью. Имеет тот же радиус, что и солнечная (около 42°), и всегда находится на противоположной от Луны стороне неба.

Цвета лунной радуги трудно разглядеть, потому что её свет слишком слаб, чтобы возбудить колбочки, и работают только палочки, сами по себе неспособные обеспечить восприятие цвета (см. ночное зрение). В результате лунная радуга обычно видится белой. Однако на снимках с длительной экспозицией возможно получить цвета.

История исследования

Персидский астроном (1236-1311) видимо, был первым, кто дал достаточно точное объяснение феномена.

Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году Марком Антонием де Доминисом в книге «De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride». 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. Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1635 году в своём труде «Метеоры» в главе «О радуге».

Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, во многих странах в нём выделяют 7 цветов (однако, например, в Японии - 6). Считают, что первым выбрал число 7 Исаак Ньютон, для которого число 7 имело специальное символическое значение (по пифагорейским, богословским или нумерологическим соображениям). 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.

Радуга повисла разноцветным коромыслом,
Опустив один конец в зелёный океан…
- М.Рысаков

Часть 2.

Необычные радуги

Чаще всего наблюдается простая радуга-дуга, но известен широкий спектр различных оптических феноменов, связанных с возникновением радуги, например огненные радуги, возникающие на перистых облаках, или туманная радуга.

Огненная радуга

Туманная радуга

При определённых обстоятельствах можно увидеть двойную радугу, с самолёта - перевёрнутую или даже кольцевую, а в определённых местностях (в основном в США) - лунную радугу.

Кольцевая радуга

Радуга как символ

• Семицветная радуга изображена на флаге Еврейской автономной области.

• Корабли всемирной природоохранной организации «Гринпис» носят название «Rainbow Warrior» (англ. Воин Радуги).

Радуга и ассоциированные термины

• Ирис - цветок с богатой гаммой цветов;

• Иридий - металл, цвета соединений которого дают практически полную радугу;

• Радужная оболочка глаза по-латыни - ирис;

• Ирисовая диафрагма напоминает радужную оболочку глаза;

Радуга в водяной пыли от водопада

Мнемонические фразы

Цвета в радуге расположены в последовательности, соответствующей спектру видимого света. Существуют мнемонические фразы для запоминания этой последовательности:

• Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан.

• Крот овце, жирафу, зайке голубые сшил фуфайки.

• Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь. (Высказывание, переведённое с английского языка.)

• Каждый оформитель желает знать, где скачать фотошоп. (На современный лад.)

• Кем ощущается жестокий звон гонга сопротивления фатальности? (Философский вариант.)

В этих фразах начальная буква каждого слова соответствует начальной букве названия определённого цвета.

• Каждый - Красный

• Охотник - Оранжевый

• Желает - Жёлтый

• Знать - Зелёный

• Где - Голубой

• Сидит - Синий

• Фазан - Фиолетовый

Цвета во фразе перечисляются в соответствии с порядком цветов в радуге, от красного (видимый свет с наибольшей длиной волны) до фиолетового (видимый свет с наименьшей длиной волны).

Часть 3 .

Наши исследования и наблюдения

Опыт 1.

Мы решили «устроить» радугу дома.

Чтобы убедиться в том, что белый цвет состоит из семи цветов и радугу можно получить искусственным путём, мы провели опыты .

Нам понадобился фонарик, ёмкость для воды, плоское зеркало, белый картон и вода.

Ход опыта:

Наполнили лоток водой

Поставили зеркало с наклоном как показано на рисунке

Направили свет фонарика на погружённую в воду часть зеркала.

Чтобы поймать отражённые (или преломлённые) лучи, поставили картон перед зеркалом.

В результате на картонке появилось отражение всех цветов радуги, мы смогли получить радугу в «домашних» условиях.

Вывод: свет, отражённый зеркалом на выходе из воды, преломляется. Цвета, составляющие белый цвет, имеют разные углы преломления, поэтому они падают в разные точки и становятся видимыми.

Опыт 2.

Ход работы: мы налили в таз воды, добавили туда мыла, шампунь. Свернули проволоку в кольцо и опустили его в таз с мыльным раствором . Подержав его в мыльном растворе , аккуратно вынули кольцо из него , внутри кольца образовалась пленка . Посмотрев под ярким светом с обратной стороны на мыльную плёнку , в кольце мы увидели разноцветные полосы похожие на радугу.

Заключение

При работе над данной темой мы поняли, что радуга является одним из самых красивейших явлений природы. Мы узнали много о радуге: откуда берётся радуга, какова её история исследования, какие бывают необычные радуги, почерпнули научные сведения о физике радуги. Мы провели свои исследования и практически подтвердили свои знания, о том, как появляется радуга.

Литература

1. Большая энциклопедия дошкольника, М.: Махаон, 2004г.

2. Большая энциклопедия знаний, М.: Эксмо, 2013г.

3. Дитрих А.К., Юрмин Г.А., Кошурникова Р.В. Почемучка. - М.: Педагогика - Пресс, 2006 .

4. Интернет- ресурсы infoniac.ru.