В процессе работы над индивидуальным проектом по физике "Секреты радуги" ученица 7 класса школы провела исследование возникновения радуги в природе, рассмотрела и изучила цвета радуги  и их расположение. В рамках проекта школьницей были рассмотрены мифы о радуге и изучены вероятные теории происхождения радуги.

Подробнее о проекте:

В ученической исследовательской работе по физике "Секреты радуги" автор выясняет, почему появляется радуга и как это объясняется с точки зрения физики, исследует работы учёных, объясняющие образование радуги, анализирует знания учащихся школы об этом природном явлении. Используя толковые словари русского языка, учащаяся дала развернутое определение понятия "радуга" и растолковала значение этого слова.

В готовом творческом и исследовательском проекте по физике "Секреты радуги" автор описывает эксперименты, проведенные им с целью получения радуги в искусственных условиях, используя подручные средства. В работе сравнивается, как взаимосвязаны между собой природные условия появления радуги и ее образование в экспериментальных условиях, а также объясняется, какую роль в мировой науке и развитии человечества сыграл Цветовой Спектр Ньютона.

Оглавление

Введение
1. Мифы о радуге.              
2. Значение слова «радуга» в энциклопедических словарях.            
3. Сколько цветов у радуги.
4. Возникновение радуги в природе.
5. Радуга экспериментальным путем.
Заключение
Список литературы
Приложение

Для исследовательской работы мы выбрали тему “Все секреты радуги”, так как это великолепное красочное явление на небосводе издавна привлекало всеобщее внимание.

Всем известна поговорка «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». По начальным буквам этой поговорки, мы запоминаем названия и последовательность цветов такого необычного и красивого явления природы, как радуга.

Актуальностьюданной темы является факт того, что не всезнают, как именно образуется радуга?  Как и когда она появляется? Кто из ученых занимался изучением этого природного явления?

Проблема исследования< - условия, при которых радуга появляется в природе.

Объект исследования –  природное явление - радуга.

Предмет исследования - количество цветов в радуге.

Цель исследования - исследовать возникновение радуги в природе, рассмотреть и изучить  цвета радуги  и их расположение.

Задачи исследования:

• Найти материал, описывающий и объясняющий возникновение радуги.
• Исследовать мифы о радуге.
• Найти и подобрать опыты для получения радуги в экспериментальных условиях.

Гипотеза -предположим, что радуга появляется после дождя и имеет семь цветов, как это  принято, предполагать.

Методы исследования:

1. Анализ литературы на данную тему.
2. Проведение самостоятельных практических опытов для подтверждения гипотезы.
3. Рассмотрение цветов радуги  и их расположение.

Радуга – это великолепное красочное явление, которое издавна поражало воображение людей. Глядя на радугу, хочется верить в чудеса и волшебство. Может быть поэтому, человечество связало радугу с множеством мифов и легенд.

В христианстве радуга символизировала прощение, договор между Богом и человеком, знак того, что с этого момента больше не будет всемирного потопа.

В христианской символике Средневековья три главных цвета радуги толкуются как образы всемирного потопа (синий), мирового пожара (красный) и новой земли (зеленый).

В Китае считали, что радуга – это небесный дракон, союз Неба и Земли.

У западных славян есть поверье, что колдунья может украсть радугу и спрятать ее, а значит, произвести на земле засуху.

Ирландский лепрекон прячет горшок золота в месте, где радуга коснулась земли.

Согласно поверьям многих африканских народов, радуга – небесная змея, которая служит стражем сокровищ, и  в тех местах, где радуга касается земли, можно найти клад.

А в  мифологии австралийских аборигенов Радужный змей считается покровителем воды и дождя.

Из Толкового словаря русского языка Ожегова С.И. , мы узнали, что:

Радуга - разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях.

По данным Нового Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона:

Радуга - всем известное оптическое явление в атмосфере; наблюдается, когда солнце освещает пелену падающего дождя и наблюдатель находится между солнцем и дождем. Явление это представляется в виде одной, реже — двух концентрических светлых дуг, рисующихся на небосводе со стороны падающего дождя и окрашенных концентрически в ряд «радужных» цветов.

Внутренняя, наиболее часто видимая дуга окрашена с наружного края в красный цвет, с внутреннего — в фиолетовый; между ними в обычном порядке солнечного спектра  лежат цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Вторая, реже наблюдаемая дуга лежит над первой, окрашена обыкновенно более слабо, и порядок расположения цветов в ней обратный.

По словарю В.Даля:

Радуга - претерпевшее изменение слово «райдуга», или Божья дуга.

Радугу всегда видели по-разному в разные периоды истории и в разных народах. В ней различали и три основных цвета, и четыре, и пять, и сколько угодно.

Первым, кто объяснил природу радуги, был Аристотель. Он определил, что "радуга - это оптическое явление, а не материальный объект".  Аристотель выделял только три цвета: красный, зеленый, фиолетовый.

Радужный Змей австралийских аборигенов был шестицветным. Некоторые африканские племена видят в радуге только два цвета — темный и светлый.

Хотя явление радуги объяснил преломлением солнечных лучей в каплях дождя еще в 1267 году Роджер Бэкон, но проанализировать свет додумался только Ньютон и, сначала он насчитал пять цветов: красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый.  Но впоследствии, узрев ещё один цвет (оранжевый), посчитал это богословским наваждением (число 6 для него было несчастливым) и, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра, числом основных тонов музыкальной гаммы и количеством дней недели, Ньютон прибавил к шести перечисленным цветам спектра ещё один – индиго (синий).

Исаак Ньютон доказал, что обычный белый цвет – это смесь лучей разного цвета. (Приложение 1)

Так Ньютон стал «отцом» семицветной радуги.

Радугу можно наблюдать перед дождем или после него. И только в том случае, если одновременно с дождем сквозь тучи пробивается солнце. Лучи Солнца проходят через капельки дождя. А каждая такая капелька разделяет белый свет Солнца на его составляющие - лучи красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цвета. Причем капельки по-разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в разноцветную полосу, которую называют спектром. (Приложение 2)

Форма радуги определяется формой капелек воды (они более или менее круглые), в которых преломляется солнечный свет. Поэтому для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга - часть окружности.

Вы можете видеть радугу только в том случае, если находитесь строго между солнцем и дождем.

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.

Вид радуги, яркость цветов, ширина полос зависят от размеров и количества капель в воздухе. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной.

Однако радугу можно наблюдать не только после дождя. Зимой в сильный мороз, в воздухе «плавают» кристаллики льда. Они тоже могут разделить белый цвет на семь цветов радуги, поэтому радугу можно наблюдать даже зимой. Хотя это явление достаточно редкое.

Для того чтобы убедиться, что в радуге действительно семь цветов, и исследовать это природное явление,  нами был проведен ряд опытов. (Приложение 3)

Опыт 1. Искусственная радуга

Необходимый материал:

Емкость с водой, лист белой бумаги, фонарик, зеркало.

Ход опыта:

В емкость наливаем воду и опускаем на дно зеркало. Направляем на зеркало свет фонарика. Отраженный луч света нужно «поймать» на бумагу. Из-за преломления луча  на листе появляется радуга.

Объяснение:

Луч света состоит из нескольких цветов, когда он проходит сквозь воду, то раскладывается на составные части – семь цветов радуги.

Опыт 2. Радужные мыльные пузыри

Необходимый материал:

Емкость с мыльной водой, приспособление для выдувания пузырей.

Ход опыта: 

Берем приспособление, окунаем в  емкость с мыльной пеной и выдуваем пузыри. 

На летящих в воздухе пузырях можно увидеть семицветную радугу.

Объяснение:

Лучи света, попадая на пузырь, преломляются и дают красивые радужные цветные кольца, которые первым начал  изучать Исаак Ньютон.

Опыт 3. Разложение белого света в спектр с помощью CD-диска

Необходимый материал:

CD- диск, белая бумага, фонарик.

Ход опыта: 

Возьмем диск. Направим на него фонарик так,  чтобы на его зеркальную поверхность попадали лучи света. Направляем свет с помощью диска на белый лист бумаги. Изменяем наклон CD-диска, и тогда мы сможем увидеть множество «радужных» узоров.

Объяснение:

Свет преломляется на зеркальной поверхности диска, подобно преломлению солнечного света в капле воды. Поэтому мы можем увидеть радугу.

Опыт 4. Как из Радуги получить белый цвет 

Необходимый материал:

Бумажный круг,  раскрашенный  в семь цветов радуги; спичка – ось.

Ход опыта: 

Делаем из спички ось в  центре бумажного круга. Начинаем быстро вращать. Вместо цветного круга, мы увидим белый.

Объяснение:

Человеческий глаз не может на быстро вращающемся круге видеть каждый цвет по отдельности, и для него все цвета сливаются в один белый цвет.

Опыт 5. Радуга в телефоне

Необходимый материал:

Телефон, настольная лампа, CD- диск.

Ход опыта: 

Светим на зеркальную поверхность диска лампой. Включаем камеру на телефоне и направляем на диск. На всей поверхности диска появляется радуга.

Объяснение:

Камера телефона, подобно нашему глазу, воспринимает свет. Диск раскладывает белый свет фонарика на семь цветов спектра. Поэтому мы можем через  камеру телефона наблюдать радугу на  зеркальной поверхности диска.

В начале работы, нами было выдвинуто предположение, что радуга в природе появляется только после дождя и имеет семь цветов.

В ходе изучения литературы, мы выяснили, что капли дождя могут разделить белый цвет на семь цветов спектра,  но только  когда светит солнце.

В ходе проведения практических опытов нами было установлено, что для образования радуги экспериментальным путем существует несколько способов, и что радуга действительно имеет семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Следовательно, можно сделать следующие выводы:

• Радуга – природное явление, изучение которого требует больших усилий и является очень интересным.
• Главным условием для появления радуги в природе является наличие солнечного света и дождя.
• Получение радуги экспериментальным методом позволяет провести более подробное исследование этой радуги.

Практическая часть этой работы заключается в том, что приобретая информацию  о ранее неизученной теме  можно не только обогатить запас собственных знаний, научиться получать знания из дополнительных  источников, анализировать полученный материал,  но и делиться своими результатами со сверстниками, которым данная тема, по нашему мнению, будет интересна.

Благодаря такой работе  возрастает активность в познавательной сфере деятельности, что является главным фактором для развития личности школьника.

1. Даль В.И. Толковый  словарь русского языка. Современная версия. – М.: ЗАО Изд-во ЭКСМО - Пресс, 2000.- 736 с.
2. Зубкова Н.М. Воз и маленькая тележка чудес. Опыты и эксперименты для детей. – СПб.: Речь, 2006.-64с.
3. Левкиевская Е. Е. Мифы народов мира. — М.: Астрель, 2000. — С. 90. — 528 с.
4. Новый энциклопедический словарь / Под общ. ред. акад. К. К. Арсеньева. — СПб.: Изд-во Ф. А. Брокгауз и И. А. Ефрон, 1911—1916. — Т. 26.
5. Ньютон  И. Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света / Перевод Вавилова С. И. — изд-е 2-е. — М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1954. — С. 131. — 367 с.
6. Ожегов С. И., Шведова Н. Ю. Толковый словарь русского языка: 80 000 слов и фразеологических выражений /Российская академия наук. Институт русского языка им. В. В. Виноградова. — 4-е изд., дополненное. — М.: Азбуковник, 1999. — 944 с.
7. Яковлева М.А. Веселые научные опыты для детей и взрослых. Опыты в комнате. –М.:Эксмо, 2012. – 64 с.

Приложение 1. Цветовой Спектр Ньютона

Приложение 2. Фотографии проведения практических опытов

 

Опыт. Разложение белого света в спектр с помощью CD-диска

Опыт. Радуга в телефоне