Научно-исследовательский проект "Природа радуги. Теория и практические опыты".

Муниципальное автономное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №22

РЕФЕРАТ

« Природа радуги.

Теория и практические опыты. »

Выполнил: ученик 2 класса «Б»

МАОУ СОШ №22

Михнович Егор

Руководитель: Рыкованова Г.В.

Тюмень 2015

Содержание

1.  Введение………………………………………………………………

            1.1. Актуальность темы исследования………………………… ……    3

            1.2.Цель и задачи работы……………………… …………………… … 4

            1.3. Предмет и объект исследования…………………………………... 5

            1.4. Методы исследования…………………………………………….... 6

2.  Возникновение радуги                                                                         7 -11

     Возможно ли увидеть радугу ночью?                                                      11

     Радуга в домашних условиях. Опыты.                                               12 -13

     Возможно ли нарисовать радугу 3 цветами.                                           13

3. Заключение…………………………………………………………      …14

Список литературы…………………………………………………      …   15

Приложение 1……………………………………………………                  16

Введение

1.1.                      Актуальность темы исследования.

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 красива, что ее воспевают во многих песнях, описывают в литературе, складывают о ней легенды. Многие люди вглядываются после  дождя в небо, чтобы полюбоваться радугой. Какое же это чудо природы!

Много раз я спрашивал родителей: « А можно ли увидеть радугу ночью, а сколько в ней цветов, а можно ли радугу нарисовать используя всего три цвета?» И я получал ответы, но что-то мне было понятно, а что-то нет. Тогда я задался целью провести свою исследовательскую работу и выяснить, отчего же возникает радуга, какие бывают необычные радуги, возможно ли в домашних условиях воспроизвести радугу?

Для того, чтобы оценить актуальность данной темы, мы провели опрос среди учеников 2 б класса МАОУСОШ № 22 в количестве 25 человек. Опрос показал, что большинство детей знают, сколько цветов в радуге, их последовательность, когда возникает это природное явление, но затрудняются при ответе – бывает ли радуга без дождя, какие бывают радуги и возможно ли получение радуги в домашних условиях.

И хотя ученые давно объяснили это явление, я считаю, что тема нашей работы актуальна и будет крайне интересна учащимся начальных классов, а эксперименты, проводимые в ходе этой работы и другие материалы могут быть использованы педагогами начальных классов при проведении уроков по ознакомлению с окружающим миром.

1.2.          Цели и задачи работы.

Цель  работы – определить, какая существует связь между водой, солнцем и появлением радуги, возможно ли получить радугу дома. Какие бывают радуги.

Цель определила задачи:

1.     Определить условия возникновения радуги.

2.     Провести эксперименты.

3.     Провести опрос среди учащихся.

4.     Обобщить наблюдения, сделать выводы.

1.3. Предмет и объект исследования.

Объектом исследования стало природное явление радуга.

Предметом исследования  стали изучение, сравнение, анализ условий возникновения данного природного явления.

1.4. Методы исследования.

Цель и задачи определили выбор способов исследования. Сначала необходимо изучить литературу об условиях возникновения радуги, провести ряд экспериментов,  зафиксировать результаты наблюдений,  сделать выводы.

Возникновение радуги.

Радуга— атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или (существенно реже) перед ним. Появление радуги в небе означает, что вскоре наступит хорошая погода и ненастью пришел конец.

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 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. Славяне полагали, что радуга пьет воду из рек, озер и других водоемов, а потом проливает ее в виде дождя на землю.

Отчего же появляется такая красивая, да еще цветная картина в воздухе?   За ответом на этот вопрос нам пришлось обратиться к   энциклопедии.  Вот, что мы узнали.

Увидеть радугу можно, только если солнце и дождевая завеса расположены на противоположных частях неба, а вы стоите спиной к солнцу.  Явление подобное радуге можно наблюдать в брызгах фонтанов, водопадов. Разноцветная дуга обычно находится от наблюдателя на расстоянии 1-2 км, а иногда ее можно наблюдать на расстоянии 2-3 м. на фоне водяных капель, образованных фонтанами или распылителями воды.

Дело в том, что обычный солнечный свет, который мы видим как белый или бесцветный, на самом деле состоит из разных цветов. Это в 1666 году доказал выдающийся  физик Исаак Ньютон. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их как белый свет. Но когда на их пути встречается дождевая капля (она по форме близка к призме), и солнечный свет проходит через стеклянную призму или через каплю, составляющие его разноцветные лучи изменяют свое направление, отклоняются на неодинаковые углы - расходятся в виде веера (преломляются). Причем каждый цвет преломляется по-разному - меньше всего отклоняется от своего первоначального направления красный, а больше всего - фиолетовый. 

                                          

      Преломление света при его переходе в среду с иной оптической плотностью.

Именно поэтому наружный край дуги обычно красный, а внутренний – фиолетовый. Посередине располагаются остальные цвета - оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий.

Цветные полосы отличаются по яркости, но их последовательность всегда одинакова - у каждого цвета свое строго закрепленное за ним место. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной. Последовательность цветов в радуге легко запомнить, если выучить фразу: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». В этой фразе первая буква каждого слова - такая же. как и первая буква названия цвета! Каждый (Красный) Охотник (Оранжевый) Желает (Желтый) Знать (Зеленый), Где (Голубой) Сидит (Синий) Фазан (Фиолетовый).

                            

Чтобы убедиться в том, что белый цвет состоит из семи цветов, мы провели такой опыт. Круг, раскрашенный в семь цветов радуги, прикрепили к волчку и раскрутили. Мы увидели, как разноцветный диск “превратился” в белый.

       Радуга, которая возникает после дождя или в брызгах фонтанов – это 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. Очень редко, но все-таки случается, когда на небе можно одновременно видеть три радуги.

         Вторичная радуга

Когда солнце закрыто легкими облаками, первая радуга кажется иногда совершенно не окрашенной и представляется в виде белесоватой дуги, более светлой, чем фон небосвода. Такую радугу называют белой. Если смотреть на радугу с земли, она будет казаться дугой. Если на радугу посмотреть с высоты, например с самолета, она будет казаться кругом. Чтобы увидеть радугу нужно находиться строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (он должен быть перед вами). Если солнце высоко в небе, радугу увидеть невозможно (т.к. солнце, глаза и центр радуги должны находиться на одной прямой). Поэтому радугу можно видеть чаще всего утром или вечером.   

 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 (с самолёта)  можно увидеть перевёрнутую или даже кольцевую радуги.

                 

      «Нормальная» и отражённая радуги над озером, на закате.

Очень многие наблюдали в зимний период радугу, которая расположена вокруг солнца. Еще это явление в народе называют « солнце в рукавицах», что означает наступление морозной погоды. На самом деле это явление называется гало.  Гало обычно появляется вокруг Солнца или Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Существует множество типов гало и вызваны они преимущественно ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5—10 км в верхних слоях тропосферы. Вид гало зависит от формы и расположения кристаллов. Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает гало похожим на радугу.

Возможно ли увидеть радугу ночью?

Вы когда-нибудь видели лунную радугу? Оказывается, такое чудо тоже бывает. Об этом мы узнали в сети Интернет. Подобно тому, как радуга после дождя появляется в результате солнечного освещения, лунные радуги появляются из-за освещения Луной. Как солнечные, так и лунные радуги возникают в результате преломления света на мельчайших капельках воды, которые играют роль миниатюрных призм.

Но, поскольку человеческое зрение устроено так, что при слабом освещении наиболее чувствительные рецепторы глаза— «палочки»— не воспринимают цвета, лунная радуга выглядит белесой; а чем ярче свет, тем «цветнее» радуга (в её восприятие включаются цветовые рецепторы— «колбочки»). Лунную радугу чаще всего наблюдают в США, это связано с особенностями местности.

Получение радуги в домашних условиях.

Чтобы доказать, что радугу можно получить в домашних условиях, мы провели несколько опытов.

Опыт первый

Оборудование: прозрачная трехгранная призма.

Мы рассматривали сквозь призму предметы белого цвета, они выглядели цветными. С помощью призмы мы получили изображение радуги на стене.

Для этого мы «поймали» призмой солнечные луч. Таким образом получил радугу в «домашних» условиях И.Ньютон.

Этот опыт легко повторить и с искусственным источником света.

 Опыт второй

Оборудование: мыльный раствор, полая трубка.

Мы надули мыльный пузырь. Повернули его так, чтобы на поверхность падали солнечные лучи. Шар «заиграл» всеми цветами радуги.

Такой опыт получится у всех. Он очень прост в исполнении.

Опыт третий

Оборудование: опрыскиватель для комнатных растений.

Мы решили полить и опрыскать комнатные растения  в яркий солнечный день. Мы встали спиной к солнцу. Каково было наше удивление, когда в брызгах воды мы тоже увидели радугу.

Опыт четвертый

Оборудование: ёмкость, до краев наполненная водой; зеркальце, установленное в воде под углом 25°; источник света (солнце или настольная лампа).

В солнечный день поставили около окна таз с водой и опустили в него зеркало. Зеркало нуждается в подставке, так как угол между ним и поверхностью воды должен составлять 25°. Зеркальцем «поймали» луч света, в результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на потолке возникла радуга. Этот опыт можно провести и вечером: тогда источником света выступит настольная лампа. Спектр получится в затемненном помещении. Но при искусственном источнике света радуга получилась не яркой.

Можно ли нарисовать радугу , используя три цвета?

Дело в том, что красный, синий, желтый – это основные цвета, которые при смешивании дают другие цвета и оттенки.  Оранжевый, фиолетовый и зеленый  являются дополнительными цветами, которые и получают при смешивании основных цветов. Поэтому нарисовать радугу, используя три цвета – можно.

                    

Заключение:

Радуга является одним из самых необыкновенно красивых и зрелищных явлений природы. В ходе работы я узнал много нового о радуге: откуда берётся радуга, какие бывают необычные радуги, почерпнул научные сведения о физике радуги. Провел свое исследование и с помощью практических опытов подтвердил свои знания, о том, как появляется радуга.

 В завершении данной работы был проведен повторный опрос среди учеников 2б класса МАОУСОШ № 22 в количестве 25 человек. Анализируя данные повторного опроса можно сделать вывод, что те вопросы, на которые  ребята затруднялись ответить до данного исследования - теперь не вызывают трудностей.

Вопрос 1:   Можно ли получить радугу дома?

Вопрос 2:  Бывает ли радуга без дождя?

Используемая литература:

1.                  Новая детская энциклопедия, Москва РОСМЕН, 2011г.

2.                  Детская энциклопедия «Все обо всем» под ред. А. Ликум.- изд.-во «АСТ» - 1997.

3.                  Хочу все знать. Большая иллюстрированная энциклопедия интеллекта, Москва 2008г.

4.                  Дитрих А.К., Юрмин Г.А., Кошурникова Р.В. Почемучка. – М.:Педагогика – Пресс, 1993.

5.                  http://www.google.ru/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e6/Rainbow_at_Ladoga.jpeg/320px-Rainbow_at_Ladoga.jpeg&imgrefurl=http://ru

6.                  http://prirodamatushka.ru/?p=1442

7.                  http://florsita.ru/post127722871/

Краткое описание документа:

Автор данного проекта ученик 2 "Б" класса МАОУ СОШ №22 г. Тюмени Михнович Егор.

Проект занял 2 место на школьной научно-практической конференции "Жизнь как поиск истины". Апрель 2014-2015 уч. года.

Цель работы – определить, какая существует связь между водой, солнцем и появлением радуги, возможно ли получить радугу дома. Какие бывают радуги.

Объект исследования - природное явление радуга.

Предмет исследования -изучение, сравнение, анализ условий возникновения данного природного явления.

Продукт данного проекта - учебный видеоролик "Получение радуги в домашних условиях".