Почему радуга цветная: Почему радуга разноцветная? (1 класс, окружающий мир)

Почему радуга цветная | Проект по окружающему миру (1 класс) на тему:

Тема проекта: “ Почему радуга цветная ”

Предмет: ознакомление с окружающим миром

Класс: 1

Возраст: 7 лет

Состав участников – Холошин К., Холошина Н., Присяч С., Лукашов Ж., Алб А., Шевченко В., Коваленко С.

Время работы над проектом: 4 недели

Форма работы: внеурочная

Тип проекта: исследовательский

Мотивация к познанию: личный интерес учащихся

Цели обучения, развития, воспитания при работе над проектом:

формирование навыков поисковой и исследовательской работы;

развитие навыков проведения эксперимента;

формирование навыков представления результатов работы;

применение информационных технологий для презентации полученных результатов;

формирование навыков коммуникативного взаимодействия;

Информационно-техническое обеспечение:

набор необходимого лабораторного оборудования;

научно-популярные издания по занимательной физике;

Дополнительно привлекаемые специалисты: учитель физики

Проблема проекта – как появляется радуга и почему она разноцветная

Цель: исследовать природное явление радугу

Задачи (способы решения):

осуществить поиск информации по обозначенной проблеме;

осуществить планирование экспериментальной части проекта:

подобрать необходимое оборудование в школьном кабинете физики;

познакомиться и применить необходимые меры технической безопасности и защиты при проведении эксперимента;

провести анализ полученных результатов;

выбрать форму отчета о проделанной работе;

представить результаты на школьной исследовательской конференции;

Работа над проектом

I этап – организационный: определение задач, планирование деятельности. Роль учителя – направляющая.

II этап – поисковый и исследовательский – учащиеся собирают информацию о радуге, проводят опыты, готовят представление своих исследований. Роль учителя – наблюдательная.

III этап – правильное оформление полученной информации. Роль учителя – обучающая.

IV этап – презентация проекта и его продукта. Роль учителя – сотрудничество.

Презентация проекта: презентация проведена на школьной исследовательской конференции, на котором присутствовали учащиеся, учителя.

Продукт проекта: компьютерная презентация, демонстрация опытов

Общие выводы:

Осуществление данного проекта позволило учащимся развить свои навыки работы с дополнительной литературой, умение проводить эксперименты, провести анализ полученных результатов, обосновывать итоги исследований. Во время работы над проектом

узнали из дополнительной литературы о природном явлении радуге: как появляется радуга и почему она разноцветная

определили, какая существует связь между дождем, солнцем и появлением радуги

нашли ответ на вопрос «Почему радугу так назвали?»

познакомились со способом получения радуги в «домашних условиях»

КТО РАСКРАСИЛ РАДУГУ

 1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

1.1. Какого цвета свет

Радуга – одно из самых красивых явлений природы, и люди уже давно задумывались над её природой. Древние греки думали, что радуга – это улыбка богини Ириды.

Отчего же появляется такая красивая, да еще цветная картина в воздухе? Ответ на этот вопрос мы искали в дополнительной литературе. Вот, что мы узнали

Солнечный свет или обычный луч белого света в действительности является сочетанием всех цветов.

В 1666 году Исаак Ньютон доказал, что обычный белый цвет – 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 цвет на составляющие его цвета. Ньютон первый разгадал, что солнечный луч многоцветный.

Повторить опыт Ньютона может каждый школьник. Повторила этот опыт и я, но с искусственным источником света.

Наблюдение разложения света в спектр при прохождении его сквозь призму мы наблюдали в классе, используя призму и проектор.

Для этого мы “поймали” призмой белый луч и получили изображение радуги на стене. Свет, который казался белым, играл на стене всеми цветами радуги (эти разноцветные, яркие полоски и называют солнечным спектром). Так мы проникли в тайну луча, в которую 300 лет назад проник знаменитый английский учёный.

Мы рассматривали сквозь призму предметы белого цвета, они выглядели цветными, радужными.

Радуга – самый знаменитый, всем известный спектр.

Значит, чтобы появилась радуга, солнечному лучу надо пролететь сквозь призму?

Но ведь на небе нет никаких призм! Как же тогда появляется радуга?

1.2. Как появляется радуга

Ничего странного здесь нет. Радуга – это просто, это солнечные лучи, преломляющиеся в каплях дождя.

Во время дождя в воздухе находится огромное количество водяных капель. Каждая капелька выполняет роль крохотной призмы, а поскольку их очень много, то и радуга получается в полнеба. Вот кто оказывается строит разноцветные ворота в небе быстро и красиво! Луч солнца и дождевые капли. Все радуги — это солнечный свет, который проходит через дождевые капли, как сквозь призмы, преломляется и отражается на противоположной стороне неба.

Наружный край дуги обычно красный, а внутренний – фиолетовый. В солнечном спектре различают семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Чтобы лучше запомнить их последовательность люди придумали такую фразу: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». По первым буквам слов и вспоминают цвета.

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.

Нередко радугу можно увидеть в брызгах водопада, фонтана или даже поливальной установки.

Вывод: радуга появляется в солнечную погоду во время дождя, когда солнечные лучи проходят сквозь дождевые капли.

1.3. Когда появляется радуга

Тогда возникает вопрос: почему мы не всегда во время дождя при солнце видим радугу?

Радуга появляется, только когда выглянуло из-за туч солнце и только в стороне, противоположной солнцу.

Радуга возникает, когда солнце освещает завесу дождя.

Находиться надо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождём (он должен быть перед тобой). Иначе радугу не увидеть!

Солнце, наши глаза и центр радуги должны находиться на одной линии!

Если солнце высоко в небе, то такую прямую линию провести невозможно. Вот почему радугу можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру. Радуга появляется при условии, что угловая высота солнца над горизонтом не превышает 42 градуса.

А бывает ли радуга без дождя?

Оказывается, такое чудо тоже бывает. Зимой в воздухе «плавают» кристаллики льда. Они тоже могут разделить белый цвет на семь цветов радуги, поэтому радугу можно наблюдать даже зимой.

2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Опыт «Цвета радуги»

Чтобы убедиться в том, что белый цвет состоит из семи цветов и радугу можно получить искусственным путём, мы провели опыт, который описан в книге «Большая книга экспериментов для школьников».

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» условии

 

В ходе работы, наблюдений, рассуждений дети сумели самостоятельно продемонстрировать ещё два способа получения радуги в домашних условиях.

Для опытов им потребовалось: вода в чашке, увеличительное стекло, зеркало.

Чашку с водой ставим на подоконник ( в солнечную погоду), опускаем в воду под углом зеркало, ловим луч солнца и на стене появляется маленькая радуга.

Так же демонстрировался опыт с увеличительным стеклом

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

2.2. Реализация результатов исследовательской работы на практике

Возникает вопрос: как мы можем использовать полученные в ходе работы знания и умения?

Подрастают младшие братья и сёстры, мы поможем им узнать тайну солнечного луча, поможем разгадать и объяснить природное явление радугу.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные материалы могут быть использованы учителями начальных классов при проведении уроков и занятий по ознакомлению с окружающим миром.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы мы убедились, что призма умеет превращать белый луч в семицветный, радужный.

Выяснили, что капли дождя и кристаллы льда могут разделить белый цвет на семь цветов, поэтому наблюдать радугу можно и осенью, и летом, и весной, и зимой. Но есть условия, при которых такое удивительное явление природы можно увидеть.

Мы познакомились со способом получения радуги в «домашних условиях».

Урок окружающего мира “Почему радуга разноцветная”. 1-й класс

Цели:

• формировать первоначальное представления о свете и цвете;
• познакомить детей с цветами радуги, их последовательностью;
• обеспечить опыт исследования и объяснения природных явлений;
• воспитывать интерес к изучению нового.

Оборудование: Мультимедиопроектор, краски, музыка, песня, стихи, презентация, альбомные листы.

В ходе урока учащиеся будут иметь возможность:

• >описывать чувства, возникающие при виде радуги;
• называть
цвета радуги по своим наблюдениям и рисунку учебника;
• запомнить последовательность цветов радуги;
• высказывать предположения о причинах возникновения радуги;
• работать в паре: отображать последовательность цветов радуги с помощью цветных полосок;
• осуществлять взаимопроверку, взаимопомощь.

Формирование УУД:

Предметные – перечислять цвета радуги в правильной последовательности.

Познавательные – добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке, выполнять индивидуальные задания, перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса.

Коммуникативые – слушать и понимать речь других, работать в паре, договариваться.

Регулятивные – Учиться высказывать свое предположение (версию) на основе работы с иллюстрацией учебника. Учиться работать по предложенному учителем плану.

Учиться совместно с учителем и другими учениками давать эмоциональную оценку деятельности класса на уроке

Личностные – освоение роли ученика; формирование интереса к учению.

Ход урока

1. Организационный момент

Учитель:

Начинается урок,
Он пойдет ребятам впрок.
Постарайтесь все понять,
Многое должны узнать.

2. Актуализация знаний

Учитель: Какие вы знаете явления природы? (Ответы детей.)

Послушайте стихотворение и попробуйте его договорить.

Почему повсюду лужи?
Мама зонтик свой берёт.
Почему же? Почему же?
Потому что… (Хором: «Дождь идёт!»)

Дети стучат пальчиками по партам, показывая какой сильный дождик. Затем дождь затихает.

– Дождик закончился и…
Что за чудо-красота!
Расписные ворота
Показались на пути.
В них ни въехать, ни войти. (Радуга.)

3. Тема урока. Постановка проблемного вопроса

– О каком явлении природы мы сегодня с вами будем говорить на уроке? (О радуге.)

– Что такое радуга?

– Что бы вы хотели о ней узнать?

– Да, ребята, мы сегодня с вами поговорим о радуге. Мы узнаем, что такое радуга, как и когда она появляется, почему она разноцветная, из скольких цветов она состоит.

– Дети, кто из вас видел радугу? Приложение 1, Слайд 1

– Какое настроение было, когда ты увидел радугу? На какое слово похоже слово радуга?

Слово «радуга» похоже на слово «радость». И в самом деле, радостно бывает, когда вдруг на небе возникает удивительно красивая дуга. «Райская дуга» называли её в старину и верили, что она приносит счастье. С тех пор так и зовут – радуга. Какие приметы вы знаете? Слайд 2

Иногда на небе можно увидеть не одну, а две радуги. Слайд 3

Когда мы смотрим на радугу с земли, она кажется нам дугой. Если на радугу посмотреть с высоты, например с самолета, она будет казаться кругом.

Все вы летом любите шлепать по лужам во время теплого дождя! Как под душем, только лучше! Потому что пахнет дождем, мокрой землей, травой, а воздух чистый, свежий. Хорошо!

Но вот дождь стихает. Тотчас же проскальзывает солнечный луч, а крупные капли дождя еще падают и падают… И вдруг кто-то радостно кричит:

– Радуга! Смотрите – радуга! И в самом деле, через все небо перекинулась разноцветная дуга, словно огромные ворота в небе. – Ребята, кто заметил, когда в небе появляется радуга? (Когда светит солнце и идёт дождь).

Откуда они взялись? Кто их построил так быстро и так красиво? Слайд 4

4. Постановка проблемного вопроса

Песня (Приложение 2,) «Кто построил радугу» (поют дети)

Кто построил радугу в небе над землёю
Семь цветов, семь мостиков и загнул дугою.

Припев:

Это – 3 раза видно дождик
Он немного архитектор и чуть-чуть художник

Как бы мне хотелось знать кто рукой могучей
В небе замок сказочный вылепил из тучи.

Припев.

Кто луга весенние засадил цветами
Вы теперь я думаю догадались сами.

Припев.

5. Решение проблемного вопроса

– Кто же построил радугу? Кто мастер-строитель?

– А кто из вас знает, как это происходит? Слайд 5

Причина появления радуги – солнечный свет и дождик. Мы считаем, что свет белый, но на самом деле он разноцветный. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их как белый свет. А когда на их пути встречается капля воды, она преломляет свет, как призма, и раскладывает его на разноцветные лучи. Слайд №6 Таким образом на небе, напротив солнца возникает необычная цветная дуга. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной.

Что такое радуга? (Это солнечное свечение.)

Закрепление по учебнику. Открываем учебник страница 41 и ещё раз прочитаем как получается радуга. (Дети читают самостоятельно, затем вслух.)

6. Физкультминутка (Приложение 3)

7. Постановка проблемного вопроса

– Почему в песне мы называем дождь архитектором? Почему?

– А ещё как называем? Почему?

– А сколько в радуге цветов? (Семь цветов, семь мостиков.)

8. Чтение стихотворения

Летний дождь прошел с утра,
Выглянуло солнце.
Удивилась детвора,
Посмотрев в оконце, –
Семицветная дуга
Заслонила облака.

9. Постановка проблемного вопроса

– Кто знает, из каких цветов состоит радуга? (Высказывания детей.)

В радуге семь цветов, и все они всегда расположены всегда в одном порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый

– Как запомнить их по порядку и очень быстро?

10. Решение проблемной ситуации Слайд 7

– Чтобы запомнить цвета радуги, люди придумали такие фразы – подсказки: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан».

11. Практическая работа № 1: «Эффект радуги в домашних условиях»

– А можно ли получить радуги в домашних условиях?

Вы можете сами дома расщепить видимый солнечный свет на отдельные цвета, воспроизведя эффект радуги. Для этого в очень ясный, солнечный день вам понадобятся миска с водой, лист белого картона и маленькое зеркальце.

Поставьте миску с водой на самое солнечное место. Опустите зеркальце в воду и прислоните его к краю миски. Поверните зеркальце под таким углом, чтобы на него падал яркий солнечный свет. Затем перемещайте картон перед миской так, чтобы на нем появилась отраженная «радуга»

– Как ещё в домашних условиях можно получить радугу? Учебник стр. 41.

12. Первичное закрепление знаний.

Работа по учебнику (с. 41).

– Что делают Черепаха и Муравьишка? (Поливают.)

– Как вы думаете, что они хотят получить? (Радугу.)

– Может ли получиться у них радуга?

– Почему? (Солнечные лучи пройдут через капли воды и получится радуга.)

13. Закрепление. Работа над проектом (работа в парах)

а) Выбор проекта, обоснование.

– Чтобы запомнить порядок цветов в радуге, предлагаю создать веселую радугу.

б) Выбор материалов и инструментов.

– Давайте подумаем из чего можно сделать радугу? (Карандаш, пластилин, акварель, цветная бумага.)

– Какой способ подходит нам сегодня?

в) Планирование проекта.

– Работать будем в паре. Между собой договоритесь, кто будет, какую полоску радуги рисовать. На белом листе нарисуем дуги радуги по шаблону. Сколько дуг вы будете рисовать? (7)

– Определим цвета наших полосок

(Дети отмечают буквами названия цветов.)

Учитель (читает стихотворение).

На лугу построил кто-то.
Постарался мастер тот,
Взял он красок для ворот
Не одну, не две, не три –
Целых семь, ты посмотри.
Как ворота эти звать? (Радуга.)

– Можешь их нарисовать? (Да.)

г) Практическая работа.

(Дети самостоятельно разукрашивают радугу.)

д) Защита проекта.

– У кого же самая веселая радуга? (Свою радугу дети вывешивают на доску)

14. Радуге посвящено очень много стихов давайте их расскажем.

В небе дождь, гроза,
Закрывай глаза!
Дождь прошел, трава блестит,
В небе радуга стоит.
Поскорей, поскорей
Выбегай из дверей,
По траве босиком,
Прямо в небо прыжком.
(С. Маршак)

Солнце светит и смеется,
А на землю дождик льется.
И выходит на луга
Семицветная дуга.
(Н. Михайлова)

Теплым майским днем
Барабанщик-гром
Словно молотом
Бьет по туче: «Бом!».
Туча дождик льет,
Ветер краски трет
И рисует РА-
И рисует ДУ-
И рисует ГУ.
Радугу!

Ленты разноцветные
над землёй парят,
Люди изумленные
в небеса глядят.

Радуга раскинула
ровный полукруг,
Ореолом праздничным
распахнулась вдруг.

Чудо разноцветное,
таинство Земли,
Диво безответное
в солнечной пыли.

Всплеск искринок сказочных,
вымытых дождём.
Радуга над облаком
взмыла цветником.

Радуга умытая
видится вдали.
Коромысло дивное
на плечах Земли.
(В. Мусатов)

15. Домашнее задание (по выбору)

– Поискать загадку о радуге.

– Выучить фразы – подсказки.

– Спросить дома у родителей: как получается радуга, сколько в ней цветов, какие цвета. Если родители не знают рассказать им.

16. Рефлексия. Итог урока

– Как получается радуга? (Солнечные лучи, попадая в небе на капельки дождя, распадаются на разноцветные лучики.)

– Почему наша радуга получилась такая весёлая?

– Чему она рада?

– Дети запомнили все её цвета.

– Молодцы!

Список литературы и ресурсов Интернет:

1. Контрольно-измерительные материалы. Окружающий мир ,1 класс. Сост. И.Ф.Яценко. М.: ВАКО, 2010.
2. Плешаков А.А, Александрова В.П., Борисова С.А.
Методическое пособие к учебнику. М.: «Просвещение», 2002.
3. Фефилова Е.П.,Поторочина Е.А., Дмитриева О И.
Поурочные разработки по курсу «Окружающий мир»,1 класс. 3-е изд. М.: ВАКО, 2007.
4. http://www.liveinternet.ru/users/3900572/post142676409/картинка
5. http://encyc-bob.ru/nauka-i-obrazovanie/priroda/raduga образование радуги
6. http://www.antula.ru/colour-rgb.htm каждый охотник…

Почему радуга разноцветная?

Здравствуйте, ребята!

Вот я вновь на Земле. И сейчас хочу поделиться с вами впечатлением, которое произвело на меня одно очень необычное и красивое явление.

Подлетая к Земле, я увидел громадное двойное кольцо.

Оно состояло из двух колец – большого наружного и меньшего – внутреннего. В каждом были видны несколько разноцветных слоёв – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Только наружное, большее кольцо было несколько бледнее, а внутреннее, меньшее, – ярче.

Это было прекрасное зрелище. Оно вызвало у меня чувство необыкновенной радости. Но когда я прилетел на Землю, то увидел уже не целое кольцо, а только его половину.

Что же это такое? Люди, находившиеся неподалёку, тоже смотрели на эти полукольца и произносили слово, которое начиналось совсем как слово «радость»: «Смотрите, радуга!»

И с тех пор мне стало интересно, что же это за явление такое – радуга? И почему она такая красивая, разноцветная?

Ещё в древние времена люди заворожённо смотрели на радугу. Древние славяне считали, что радуга пьёт воду из озёр, рек и морей. Она, как змея, опускает своё жало в воду, набирает воду в себя, а потом выпускает её. И тогда идёт дождь.

А древние греки считали, что радуга – это дорога между небом и землёй.

Ребята, вы обратили внимание на то, что радуга обычно появляется перед дождём или после него? Если небо полностью затянуто тучами, радугу увидеть не получится. Но если сквозь тучи пробьются солнечные лучи, вот тут-то и появится на небе радуга.

Солнце вешнее с дождём

Строят радугу вдвоём —

Семицветный полукруг

Из семи широких дуг.

Нет у солнца и дождя

Ни единого гвоздя,

А построили в два счёта

Поднебесные ворота.

Радужная арка

Запылала ярко,

Разукрасила траву,

Расцветила синеву.

Так писал о радуге Самуил Яковлевич Маршак.

А как же солнце с дождём могут без единого гвоздя построить такой замечательный мост?

Вы же знаете, ребята, что капельки воды прозрачные?

Оказывается, пока лучик движется к капельке, он белый и практически невидимый. Но стоит лучу попасть в капельку воды, он как будто бы надламывается, а точнее преломляется. При этом лучик распадается на несколько лучиков разного цвета. Получается разноцветная полоска. Так происходит со всеми солнечными лучами, которые проходят через капельки воды. И тогда эти разноцветные лучи образуют радугу.

Самую яркую и красивую радугу можно увидеть, если стоять спиной к солнцу, а перед вами будет идти дождь. Да ещё если капли дождя будут достаточно крупными.

Вы когда-нибудь слышали смешную фразу: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан»? А ведь это не простой набор слов. Он помогает запомнить последовательность цветов радуги.

Если радуга яркая, на ней можно различить семь основных цветов – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. А теперь я возьму из каждого слова фразы про охотника первые буквы: Каждый – К, охотник – О, желает – Ж, знать – З, где – Г, сидит – С, фазан – Ф.

Именно с этих букв начинаются слова, которые обозначают цвета радуги. К – красный, О – оранжевый, Ж – жёлтый, З – зелёный, Г – голубой, С – синий, Ф – фиолетовый. Так что фраза про охотника помогает запомнить, как расположены по порядку цвета радуги.  

Кстати, я недавно услышал и ещё одну такую запоминалку – стихотворную. Она тоже очень смешная: «Как Однажды Жак-Звонарь Головой Сломал Фонарь».

Хотя… Наверное, звонарю было больно. Да и фонарь жалко. Ой, что это я, ведь это просто шутка. Однако, вернёмся к радуге. Конечно, на самом деле у радуги гораздо больше оттенков. Когда один цвет переходит в другой, цвета смешиваются и появляются и лимонно-жёлтый цвет, и бирюзовый, и много других.

Вы знаете, ребята, радугу можно увидеть не только после дождя. Часто в ясный солнечный день радуга появляется в брызгах большого водопада. Радугу можно увидеть возле фонтана. Солнце отражается в его брызгах и получается разноцветная дуга. Увидеть радугу можно и в струях поливальной машины, и даже в струе обычного шланга, из которого поливают огород или газон.

Если, конечно, в это время светит солнце и вы стоите к нему спиной.

Там, где солнечные лучи встречаются с каплями воды, появляется радуга.

Радугу можно увидеть даже зимой! В морозные безоблачные дни вокруг солнца иногда появляется светящийся круг, который называется гало.

Правда, гало бывает очень редко. Не каждому человеку посчастливится увидеть его. А появляется оно при встрече солнечных лучей не с каплями воды, а с мельчайшими прозрачными кристалликами льда.

Ну а теперь осталось понять, почему, подлетая к Земле, я видел радугу в виде кольца, а когда опустился на землю, то видна были только его половинка, дуга?

Оказывается, радуга действительно круглая. Если смотреть на неё с высоты, то видно всё её кольцо. Но чем ниже находится тот, кто смотрит на радугу, тем меньше видимая её часть. Радуга как будто прячется за горизонтом.

Мне повезло увидеть двойную радугу. Чаще у радуги бывает только одна дуга. Но иногда природа создаёт настоящие шедевры, когда можно увидеть три дуги, четыре, и даже больше. Такая радуга может появиться возле большого спокойного водоёма.

А вот последовательность цвета у радуги неизменна – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. 

Вы помните, что нужно для появления радуги? Капельки воды и солнечный свет. Если стоять спиной к солнцу, то тогда на небе видна радуга, и каждый радуется, глядя на неё. Кстати, неспроста у некоторых народов радугу называют весёлкой. Ведь разноцветная радуга создаёт замечательное настроение.

Ну что же, пока я вам рассказывал о прекрасной радуге-дуге, она побледнела и пропала. Это значит, что и мне пора собираться домой. До свидания ребята. Я буду рад снова увидеть вас.

Почему радуги бывают разными

С. Варламов
«Квант» №1, 2013

Введение

Конечно, каждый читатель не раз видел на небе радугу. Лучше всего заметна самая яркая, так называемая первая радуга. Она видна в направлениях, составляющих угол 42° с линией, проходящей через центр солнца и глаз наблюдателя. При этом солнце расположено за спиной наблюдателя. Значительно менее яркая радуга видна в направлениях, составляющих угол 51° с той же линией. Порядки расположения цветов в этих двух радугах разные. Внутренняя часть (с меньшими углами) первой радуги фиолетово-синяя, а внешняя красная. У второй радуги — наоборот, внутренняя часть красная, а внешняя фиолетовая. Иногда кроме этих двух радуг видны еще и многочисленные дополнительные светлые дуги, расположенные внутри самой яркой первой радуги. Они есть и вне второй радуги, но их яркость очень мала.

Как возникает радуга? Почему не всегда видны дополнительные дуги? Попробуем ответить на эти вопросы.

Когда и как бы радуга ни возникала, она всегда образуется игрой света на каплях воды. Обычно это дождевые капли, изредка — мелкие капли тумана. Взаимодействие параллельного пучка солнечного света и круглой дождевой капли приводит к тому, что свет преломляется, отражается и очень слабо поглощается каплей. Использованные в этой фразе термины понятны и школьникам, закончившим восьмой класс и знающим только о геометрической оптике, и старшеклассникам, знакомым с волновой природой света.

В геометрической оптике рассматриваются три главных закона, которые описывают поведение лучей света. Это закон прямолинейного распространения света в однородной среде и законы отражения и преломления света на границе раздела двух сред. Закон отражения света в упрощенной форме формулируется так: угол падения луча равен углу отражения. А закон преломления лучей света на границе раздела утверждает, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению скорости света в первой среде (из которой свет падает на границу раздела) к скорости света во второй среде (находящейся за границей раздела). Или, иными словами, отношение синусов углов падения и преломления равно относительному показателю преломления второй и первой сред.

Если пользоваться только законами геометрической оптики, то можно показать, что лучи света, прошедшие внутрь капли, отразившиеся внутри нее один или два раза и затем вышедшие наружу, собираются (группируются, или концентрируются) вблизи направлений, которые как раз соответствуют первой и второй радугам (рисунки 1 и 2 соответственно). (Можно аналогично найти направление для третьей и последующих радуг, но, поскольку они настолько слабы, что никогда не наблюдаются на фоне ярких первых двух радуг, мы их рассматривать не будем — в прямом и в переносном смысле!) Условия концентрации по некоторым направлениям в пространстве лучей, вышедших из капли, соответствуют экстремумам в зависимости угла поворота луча — будем обозначать его как 180 – φ — от так называемого прицельного угла падения α. Для первой радуги φ = 42°, а для второй радуги φ = 51°. В случае света разных цветов (длин волн) соответствующие углы поворота немного отличаются, так как каждой длине волны света (цвету) соответствует свой коэффициент преломления n. Связь между углом падения α, углом преломления β и углом φ для одного отражения света внутри капли такова: φ = 4β – α. Для двух отражений луча света внутри капли: φ = 180° – 2α + 6β. По закону преломления, sinα/sinβ = n. У воды коэффициент преломления для всех длин волн видимого света близок к величине n = 4/3.

Графики зависимости углов φ от углов α (в градусах) показаны на рисунке 3. Видно, что экстремумы приходятся как раз на значения углов φ = 42° и φ = 51°. Поскольку разным цветам соответствуют разные коэффициенты преломления n — это свойство среды называется дисперсией, — направления в пространстве, вблизи которых концентрируются лучи света, для разных длин волн не совпадают, и мы видим радугу цветной. Например, первая яркая радуга имеет угловой «размах» около 3,5°. Из рисунка 3 видно, что для одного отражения внутри капли экстремум это максимум, а для двух отражений внутри капли — минимум, поэтому понятно, почему порядки цветов в первой и второй радугах (42° и 51°) противоположные.

Любопытно, что если бы космонавт оказался на орбите Меркурия и устроил внутри космической станции туман из водяных капелек, то он увидел бы вовсе не такие радуги, к которым мы привыкли. Для него и первая, и вторая радуги солнечных лучей представлялись бы белыми! И только края этих радуг были бы слегка окрашены. Это связано с тем, что угловой размер Солнца для наблюдателей на Земле гораздо меньше угловой ширины радуг и составляет около 0,5°, а для наблюдателя, находящегося на таком же расстоянии от Солнца, как Меркурий, угловой размер Солнца примерно в 2,5 раза больше.

Однако и в земных условиях тоже можно увидеть белую радугу. Фотография, приведенная на рисунке 4, сделана из окна каюты корабля в тумане. Слой тумана обеспечил существенное угловое расширение источника света — солнце сквозь туман выглядело отнюдь не маленьким светящимся диском с четкими краями, а большим белым пятном. Если внимательно присмотреться к фотографии, то можно отметить, что верхний край белой радуги имеет красноватый оттенок, а нижний — фиолетовый. Еще одна красивая фотография белой радуги приведена на рисунке 5.

Но вот для того чтобы объяснить, почему первая и вторая радуги получаются разными по яркости, законов геометрической оптики оказывается недостаточно. На любой границе раздела энергия Е_отр отраженного света и энергия Е_прош света, прошедшего через границу, в сумме равны энергии Е_пад падающего света. Пропорции между энергиями прошедшего и отраженного света определяются относительным показателем преломления сред по разные стороны от границы, углом падения на границу, а также поляризацией падающего света (кстати, именно поэтому свет радуги сильно поляризован). Формулы для расчета отношений Е_отр/Е_пад и Е_прош/Е_пад вывел еще в начале XIX века Огюстен Френель, и заинтересовавшиеся читатели могут отыскать их, например, в учебниках по оптике для студентов. Так, при перпендикулярном (α = 0) падении света на границу раздела сред с относительным показателем преломления n долю энергии отраженного света можно вычислить с помощью такой формулы:

Поскольку свет, образующий первую радугу, отразился внутри капли только один раз, а свет, образующий вторую радугу, отразился внутри капли два раза, то приближенно можно оценить отношение яркостей (интенсивностей света) этих радуг так:

На самом деле это отношение несколько меньше, так как внутренние отражения для больших углов падения характеризуются и большим коэффициентом отражения.

Но откуда берутся дополнительные радуги? Если какому-то направлению рассеяния солнечного света соответствует экстремум функции распределения по углам для одной капли, то и всем каплям такого же размера соответствует аналогичное направление концентрации энергии рассеянного света. При этом направлениям, расположенным рядом с экстремальным, отвечают два разных пути лучей света внутри капли. Им соответствуют разные углы падения на каплю и, естественно, немного отличающиеся длины этих путей. Если разность длин таких путей для выбранного направления пропорциональна целому числу волн света с длиной волны λ, или четному числу полуволн, то в этом направлении наблюдается максимум интенсивности света на этой длине волны. Если же разность длин путей пропорциональна нечетному числу полуволн, то в таком направлении наблюдается минимум интенсивности света на этой же длине волны. Самому экстремальному направлению, конечно же, соответствуют почти одинаковые оптические длины путей для разных углов падения вблизи максимума. Такое перераспределение энергии светового потока по разным направлениям называется интерференцией. Заметной в природе интерференция становится только в том случае, если размеры всех дождевых капель, во-первых, очень близки друг к другу, а во-вторых, настолько малы, что выполняется так называемое дифракционное соотношение: отношение длины волны света λ к диаметру капли D больше углового размера радуги. Для крупных капель, с диаметром больше 1 мм, увидеть в природе дополнительные радуги нельзя, а для малых капель — можно. Оказывается, что если размеры капель малы, то рассчитать явление без учета дифракции света, т. е. нарушения прямолинейности распространения, связанного с волновой природой света, невозможно. (Отсюда возникает «вилка» в терминологии: некоторые называют дополнительные радуги дифракционными, а некоторые — интерференционными.)

А можно ли наблюдать явления, аналогичные возникновению дополнительных радуг, в домашних условиях? Можно. Для этого, во-первых, нужно создать условия для рассеяния света не в пространственный конус, как это имеет место в каплях, а только в некоторых направлениях. Это возможно, если вместо круглых капель использовать почти цилиндрическую струю воды. Во-вторых, нужен источник света, который характеризуется значительно меньшими, чем Солнце, угловыми размерами. И в-третьих, этот источник должен создавать свет, близкий по свойствам к монохроматическому. Таким источником может быть, например, лазер. Сейчас доступны лазеры с разными длинами волн.

Приведем описание экспериментов, проведенных автором статьи в домашних условиях.

При одном и том же расположении лазеров разных цветов — красного с длиной волны λ = 630–650 нм, зеленого с λ = 532±10 нм и синего с λ = 405 нм (это — надписи на этикетках, наклеенных на корпусы лазеров) — на стене ванной комнаты были получены картинки (рис. 6), соответствующие «радуге» первого порядка (42°) от тонкой струи воды (диаметром d ≈ 1 мм). Причем во всех трех случаях струя сохраняла свои параметры, т. е. вода текла из крана непрерывно и равномерно и настройка крана при смене лазеров не менялась. На фотографиях видно, что положения главных максимумов для разных цветов отличаются, но максимумы располагаются все-таки близко друг к другу.

Расстояние от струи до стены составляло 150 см, а смещение главного красного пятна по отношению к главному синему пятну оказалось равным 5 см. Это соответствует разнице углов отклонения лучей для синего и красного цветов примерно 1,9° . Такое отличие углов обусловлено дисперсией света в воде. А вот расстояния между минимумами картинок, отсчитываемыми от главного максимума, отличаются в количество раз, соответствующее длинам волн. Для синего цвета угловое расстояние между соответствующими минимумами меньше аналогичного углового расстояния для красного цвета примерно в 1,4 раза (630 нм/405 нм = 1,55), а для красного и зеленого цветов это отношение равно примерно 1,2 (630 нм/532 нм = 1,18). Если пустить из крана более толстую струю воды, то при тех же расположениях главных максимумов разных цветов расстояния между соответствующими дополнительными максимумами и минимумами уменьшаются.

Добиться устойчивого течения струи с диаметром меньше 1 мм, к сожалению, не удается, поэтому получить дифракционные или интерференционные радуги на струе воды с белым светом не получится. Это связано с тем, что полученные в эксперименте расстояния между дополнительными минимумами и максимумами для всех длин волн значительно меньше 3° — ширины первой радуги.

На водяных каплях в облаках это возможно, если все капли имеют одинаковые размеры, значительно меньшие 0,1 мм. Тогда угловые промежутки между соседними максимумами малых порядков (1–10) могут достигать 2–3 градусов, и поэтому первые несколько дополнительных радуг, расположенных в непосредственной близости от основной радуги, еще различаются как отдельные. Дело в том, что наиболее ярким воспринимается глазом желтый участок спектра излучения солнца. Именно этим длинам волн и соответствуют максимумы интенсивности света в дополнительных (дифракционных/интерференционных) радугах.

Когда угловое расстояние между соседними дополнительными радугами становится меньше 0,5°, их в принципе невозможно различить, так как угловой размер Солнца как раз равен этой величине. Угловое расхождение монохроматических лучей света лазера намного меньше 0,5°, поэтому можно увидеть множество максимумов разных порядков дифракции, возникающих при рассеянии света на тонкой струе воды.

В каждой «вложенной» в основную радугу (42°) дополнительной радуге угловое расположение цветов определяется двумя факторами, «действующими» в противоположных «направлениях», — рефракционным и дифракционным. При этом рефракционный поворот лучей не зависит от номера порядка дифракции, а дифракционный поворот зависит. Вот почему в дифракционных радугах цвета не разложены так же отчетливо, как в основной радуге. С увеличением номера светлые дуги разных цветов и разных порядков дифракции накрывают друг друга, и различить их уже невозможно — они вместе образуют светлый фон неба внутри основной радуги.

А теперь — из области фантастики. Вот если бы Солнце светило монохроматическим светом, то было бы заметно гораздо больше дифракционных радуг, вложенных в основную радугу, так как каждая из них имела бы угловой размер, равный угловому размеру Солнца. И насколько величественней выглядела бы радуга, если бы Солнце, в дополнение к монохроматичности света, характеризовалось еще и очень маленьким угловым размером, а все капельки воды в облаке были бы совершенно одинаковых размеров. Такое можно себе только представить: на небе было бы несколько десятков одноцветных дуг!

Почему радуга разноцветная

Тема: «Почему радуга разноцветная?»

Цели:

 1формировать первоначальное представления о свете и цвете;

2. познакомить детей с цветами радуги, их последовательностью;

3.обеспечить опыт исследования и объяснения природных явлений;

4.воспитывать интерес к изучению нового.

Оборудование: Мультимедиопроектор, краски, музыка, песня, стихи, презентация, альбомные листы.

 В ходе урока учащиеся будут иметь возможность:

– описывать чувства, возникающие при виде радуги;

– называть цвета радуги по своим наблюдениям и рисунку учебника;

– запомнить последовательность цветов радуги ;

– высказывать предположения о причинах возникновения радуги, 

– работать в паре: отображать последовательность цветов радуги с помощью цветных полосок, осуществлять взаимопроверку, взаимопомощь.

Формирование УУД:

Предметные – перечислять цвета радуги в правильной последовательности.

Познавательные – добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке, выполнять индивидуальные задания, перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса.

Коммуникативые – слушать и понимать речь других, работать в паре, договариваться.

Регулятивные – Учиться высказывать свое предположение (версию) на основе работы с иллюстрацией учебника. Учиться работать по предложенному учителем плану.

Учиться совместно с учителем и другими учениками давать эмоциональную оценку деятельности класса на уроке

Личностные – освоение роли ученика; формирование интереса к учению.

 

Ход урока.

1.Организационный момент.

Начинается урок,
Он пойдет ребятам впрок.
Постарайтесь все понять,
Многое должны узнать.

2. Актуализация знаний.

Учитель:

-Какие вы знаете явления природы?

Послушайте стихотворение и попробуйте его договорить.

Почему повсюду лужи?

Мама зонтик свой берёт.

Почему же? Почему же?

Потому  что…….

(хором: «Дождь идёт!»)

Дети стучат пальчиками по партам, показывая какой сильный дождик. Затем дождь затихает.

-Дождик закончился и…

Что за чудо-красота!

Расписные ворота

Показались на пути.

В них ни въехать, ни войти. (радуга)

3. Тема урока. Постановка проблемного вопроса.  

–О каком явлении природы мы сегодня с вами будем говорить на уроке? ( о радуге)

-Что такое радуга?

-Что бы вы хотели о ней узнать?

-Да, ребята, мы сегодня с вами поговорим о радуге.  Мы узнаем, что такое радуга, как и когда она появляется, почему она разноцветная,  из скольки цветов она состоит.

-Дети, кто из вас видел радугу?  Слайд №1

  – Какое настроение было, когда ты увидел радугу?

Слово «радуга» похоже на слово «радость». И в самом деле, радостно бывает, когда вдруг на небе возникает удивительно красивая дуга. «Райская дуга» называли её в старину и верили, что она приносит счастье. С тех пор так и зовут – радуга. Какие приметы вы знаете? Слайд №2

 Иногда на небе можно увидеть не одну, а две радуги. Слайд №3

Когда мы смотрим на радугу с земли, она кажется нам дугой. Если на радугу посмотреть с высоты, например с самолета, она будет казаться кругом.

Все вы летом любите шлепать по лужам во время теплого дождя!  Как под душем, только лучше! Потому что пахнет дождем, мокрой землей, травой, а воздух чистый, свежий. Хорошо!

         Но вот дождь стихает. Уже кое-где появились на небе голубые просветы, в них тотчас же проскальзывает солнечный луч, а крупные капли дождя еще падают и падают… И вдруг кто-то радостно кричит:

         — Радуга! Смотрите — радуга! И в самом деле, через все небо перекинулась разноцветная дуга, словно огромные ворота в небе. – Ребята, кто заметил,  когда в небе появляется радуга? (когда светит солнце и идёт дождь)

  Откуда они взялись? Кто их построил так быстро и так красиво?  Слайд №4

4. Постановка проблемного вопроса.   Песня «Кто построил радугу» (поют дети)

1.Кто построил радугу в небе над землёю

Семь цветов, семь мостиков и загнул дугою.

Припев

Это – 3 раза  видно дождик

он немного архитектор и чуть-чуть художник

2.Как бы мне хотелось знать кто рукой могучей

В небе замок сказочный вылепил из тучи.

Припев

3.Кто луга весенние засадил цветами

Вы теперь я думаю догадались сами.

припев

5. Решение проблемного вопроса.

-Кто же построил радугу? Кто мастер-строитель?

-А кто из вас знает, как это происходит? Слайд №5

Причина появления радуги  — солнечный свет и дождик. Мы считаем, что свет  белый, но на самом деле он разноцветный. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их как белый свет. А когда на их пути встречается капля воды, она преломляет свет, как призма, и раскладывает его на разноцветные лучи. Слайд №6 Таким образом на небе,  напротив солнца возникает необычная цветная дуга. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной.

Что такое радуга? (Это солнечное свечение)

Закрепление по учебнику. Открываем учебник страница 41 и ещё раз прочитаем как получается радуга. (дети читают самостоятельно, затем вслух).

6.Музыкальная пауза. Физминутка.

7. Постановка проблемного вопроса.

-Почему в песне мы называем дождь архитектором? Почему?

-А ещё как называем? Почему?

-А сколько в радуге цветов? ( семь цветов, семь мостиков).

8.Чтение стихотворения

Летний дождь прошел с утра,
Выглянуло солнце.
Удивилась детвора,
Посмотрев в оконце, –
Семицветная дуга
Заслонила облака 

9.Постановка проблемного вопроса

-Кто знает, из каких цветов  состоит радуга? (высказывания детей)

 В радуге семь цветов, и все они всегда расположены всегда в одном порядке:

красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый

– Как  запомнить их по порядку и очень быстро?

10. Решение  проблемной   ситуации.   Слайд №7

-Чтобы запомнить цвета радуги, люди придумали такие фразы – подсказки:

 « Каждый Охотник  Желает Знать, Где Сидит Фазан»

11. Практическая работа №1: “Эффект радуги в домашних условиях»

-А можно ли получить радуги в домашних условиях?

Вы можете сами дома расщепить видимый солнечный свет на отдельные цвета, воспроизведя эффект радуги. Для этого в очень ясный, солнечный день вам понадобятся миска с водой, лист белого картона и маленькое зеркальце.

Поставьте миску с водой на самое солнечное место. Опустите зеркальце в воду и прислоните его к краю миски. Поверните зеркальце под таким углом, чтобы на него падал яркий солнечный свет. Затем перемещайте картон перед миской так, чтобы на нем появилась отраженная “радуга”

-Как ещё в домашних условиях можно получить радугу? Учебник страница 41.

12. Первичное закрепление знаний.

  Работа по учебнику  (стр.41).

  -Что делают Черепаха и Муравьишка?  (  Поливают)

  – Как вы думаете, что они хотят получить?     (  Радугу)

 -Может ли получиться у них радуга?

   – Почему?  (Солнечные лучи пройдут через капли воды и получится радуга.)

13. Закрепление. Работа над проектом  (работа в парах)

а). Выбор проекта, обоснование.

– Чтобы запомнить порядок цветов в радуге, предлагаю создать веселую радугу.

б). Выбор материалов и инструментов.

– Давайте подумаем из чего можно сделать радугу? (Карандаш, пластилин, акварель, цветная бумага.)

– Какой способ подходит нам сегодня?

в). Планирование проекта.

–  Работать будем в паре. Между собой договоритесь, кто будет, какую полоску радуги рисовать.  На белом листе нарисуем дуги радуги по шаблону. Сколько дуг вы будете рисовать? (7)

– Определим цвета наших полосок

(Дети отмечают буквами названия цветов.)

Учитель читает стихотворение.

На лугу построил кто-то.

Постарался мастер тот,

Взял он красок для ворот

Не одну, не две, не три –

Целых семь, ты посмотри.

Как ворота эти звать? (радуга)

Можешь их нарисовать? (да)

г). Практическая работа.

(Дети самостоятельно разукрашивают радугу.)

д). Защита проекта.

– У кого же самая веселая радуга? (Свою радугу дети вывешивают на доску)

14.Радуге посвящено очень много стихов давайте их расскажем.(дети рассказывают стихи).

С. Маршак

   В небе дождь, гроза,

Закрывай глаза!

Дождь прошел, трава блестит,

В небе радуга стоит.

Поскорей, поскорей

Выбегай из дверей,

По траве босиком,

Прямо в небо прыжком.

 

Н. Михайлова

Солнце светит и смеется,

А на землю дождик льется.

И выходит на луга

Семицветная дуга.

В. Мусатов                                                                        

Теплым майским днем

Барабанщик-гром

Словно молотом

Бьет по туче: «Бом!».

Туча дождик льет,

Ветер краски трет

И рисует       ра-

И рисует       ду-

И рисует       гу.

Радугу!

 

Ленты разноцветные

над землёй парят,

Люди изумленные

в небеса глядят.

 

Радуга раскинула

ровный полукруг,

Ореолом праздничным

распахнулась вдруг.

 

Чудо разноцветное,

таинство Земли,

Диво безответное

в солнечной пыли.

 

Всплеск искринок сказочных,

вымытых дождём.

Радуга над облаком

взмыла цветником.

 

Радуга умытая

видится вдали.

Коромысло дивное

на плечах Земли.

15. Домашнее задание  по выбору:

-Поискать загадку о радуге.

-Выучить фразы – подсказки.

-Спросить дома у родителей: как получается радуга, сколько в ней цветов, какие цвета. Если родители не знают рассказать им.

16. Рефлексия учебной деятельности.

  – Как получается радуга?

 (Солнечные лучи, попадая в небе на капельки дождя, распадаются на разноцветные лучики.)

-Почему наша радуга получилась такая весёлая?

-Чему она рада?

-Поднимите руку те, кто сможет родителям рассказать, как получается радуга, из каких цветов она состоит?

-Поднимите руку те, кто сначала прочитает в учебнике, а потом расскажет родителям всё о радуге?

 

Все цвета радуги

 Все цвета радуги

Вряд ли найдется человек, который не любовался бы радугой. Появившись на небосводе, она невольно приковывает внимание. У разных народов с радугой связано множество легенд и сказаний. В русских летописях радуга называется «райской дугой» или сокращенно «райдугой». Радуга всегда связывается с дождем. Она может появиться и перед дождем, и во время дождя, и после него, в зависимости от того, как перемещается облако, дающее ливневые осадки. И, обязательно при Солнце, не закрытом облаками. Обычно наблюдаемая радуга – это цветная дуга угловым радиусом 42 градуса. Радуги можно увидеть около водопадов, фонтанов, на фоне завесы капель, разбрызгиваемых поливальной машиной и т.д.

 

 

Откуда берется удивительный красочный свет, исходящий от дуг радуги? Все радуги – это солнечный свет, разложенный на компоненты и перемещенный по небосводу таким образом, что он кажется исходящим от стороны противоположной  Солнцу. С научной точки зрения радуга — атмосферное, оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении ярким источником света  множества водяных капель (дождя или тумана). Радуга выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра видимого излучения.

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 году. Декарт описал радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпавшего дождя. В то время еще не была открыта дисперсия – разложение белого света в спектр при преломлении. Поэтому радуга Декарта была белой. Спустя 30 лет Исаак Ньютон, открывший дисперсию белого света при преломлении, дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в каплях дождя.  В капле, которая действует как оптическая призма, лучи света изгибаются, то есть преломляются, в результате чего обычный белый свет разлагается в спектр.

Это интересно!

«Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил её всеми красками спектра.» – А.Фразер.

Каждая отдельная капля образует целую радугу!

Радуга-«как Солнце в малой капле вод». Г.Р.Державин.

«Спектр» происходит от латинского слова spectrum, что значит «видение», или даже «призрак». В научный обиход термин «спектр» ввёл Ньютон в 1671—1672 годах для обозначения многоцветной полосы, похожей на радугу, которая получается при прохождении солнечного луча через треугольную стеклянную призму. Эффект разложения белого света на цветные составляющие (спектр) называется дисперсией. Спектр представляет собой огромное количество переходов  от одного оттенка к другому, однако человек видит только семь основных цветов. Цвета спектра и есть цвета радуги.

 Цвета в радуге расположены в определенной последовательности. 

Для запоминания цветов радуги есть несколько коротких стихов, где первая буква каждого цвета стоит в начале слова. Например, в слове “Каждый” первая буква “К” соответствует красному цвету и так далее.

Каждый  – красный
Охотник – оранжевый
Желает  – желтый
Знать     – зеленый
Где         – голубой
Сидит    – синий
Фазан    – фиолетовый 

Самое удивительное, что большинство людей, наблюдавших радугу или двойную радугу много раз, не видят, а точнее не замечают дополнительных дуг в виде нежнейших цветных арок внутри первой и снаружи второй радуг (т.е. со стороны фиолетовых краев радуг), т.е. во второй, менее яркой радуге, цвета идут в обратном порядке — от фазана к охотнику. Внимательный наблюдатель увидит серию красочных дополнительных дуг. Изучение радуг показало зависимость ширины дуг, наличие, расположение и яркость отдельных цветовых тонов, положение дополнительных дуг от размера, формы капель дождя.

 

С поверхности Земли мы наблюдаем радугу в виде половины круга. Но, оказывается, радуга имеет форму круга. Пассажиры вертолета, самолета с высоты видят круговую радугу. сферическая капля, освещенная параллельным пучком лучей солнечного света, может образовывать радугу только в виде круга. 

Радуга – это лишь оптический эффект, объяснение которому дает наука. Она не находится в конкретном месте и к ней, как и к линии горизонта, нельзя подойти. То, что видит каждый из нас, зависит от места наблюдения и нашего положения относительно Солнца или другого источника света.

Самую необычную радугу наблюдают космонавты во время космического полета над Землей.

Это интересно!

«Радугу» в космосе наблюдают космонавты. Земная атмосфера играет роль гигантской призмы, разлагающей солнечный свет на его составные цвета.

«Я – Кедр! Вижу Землю! Красота необычайная!Внимание, вижу горизонт Земли. Очень такой красивый ореол. Сначала радуга от самой поверхности Земли, и вниз такая радуга переходит», — такой увидел нашу планету первый человек в космосе Юрий Алексеевич Гагарин. Он тогда написал: «Когда я смотрел на горизонт, то хорошо видел резкий, контрастный переход от светлой поверхности Земли к совсем черному небу. Наша планета была как бы окружена ореолом голубоватого цвета. Потом эта полоса постепенно темнеет, становится фиолетовой, а затем черной. Этот переход очень красив, его трудно передать словами. Даже в нашем могучем русском языке, пожалуй, не найти таких сравнений, чтобы описать эту картину». Гагарин описывает вид Земли из космоса дальше: «Земля, при переходе космического корабля с теневой стороны Земли на дневную, выглядела так. Сначала идет яркая оранжевая полоса. Потом она очень плавно, незаметно переходит все в тот же знакомый уже нам голубоватый цвет, а затем снова в темно-фиолетовые и почти черные тона. Картина по своей цветовой гамме прямо неописуема. Она надолго остается в памяти».

Второй в мире полет в космическое пространство совершил советский летчик-космонавт Герман Степанович Титов. Он сделал несколько цветных снимков Земли из космического пространства. На одном из снимков, сделанном в момент выхода космического корабля из тени Земли, виден вокруг дугообразного земного горизонта радужный ореол, о котором писал Гагарин.

 

Как появляется радуга для детей. Почему появляется радуга. Виды радуги. Какая радуга бывает

В радуге действительно есть нечто такое, что заставляет ощутить трепетное чувство. Это чудесное зрелище – цветные полосы, протянувшиеся от края до края огромного неба. Когда-то люди считали радугу Божьим знамением. Это неудивительно. Радуга появляется из ничего . И также таинственно исчезает в никуда.

Составные части радуги

Это капельки воды в воздухе, солнечные лучи и наблюдатель, который видит радугу. При этом должен быть соблюден целый ритуал. Мало того, чтобы солнце осветило дождь. Оно должно находиться низко над горизонтом. Наблюдатель должен стоять между дождем и солнцем: спиной к солнцу, лицом к дождю. В этот момент он и видит радугу. Каким образом это происходит.

Внутри радуги есть слабый задний свет всех цветов. Вот почему небо относительно светло. Иногда радуга, также называемая главной радугой, видна в радуге, второй радуге. Он образован двойным отражением света в каплях дождя. Цветовая последовательность меняется на противоположную по сравнению с основной радугой, потому что последовательность заменяется вторым отражением.

Сначала он рассматривает пучок, параллельный падению падающих лучей, которые оставляют каплю после преломления, отражения и повторного преломления. Поскольку лучи падают на капельку с разной высотой, каждое из этих лучей после выхода проецировалось на другое расстояние, и существует разница в расстоянии между волнами, и поэтому волны сдвигаются. Возникает интерференция, т.е. волны ослабляют друг друга, за исключением тех, чей шаг кратен длине волны. При этих углах возникают максимумы интенсивности.

Для появления радуги обязательно должен идти дождь

Как появляется радуга

Солнечный луч освещает каплю дождя. Проникая внутрь капли, луч слегка преломляется. Лучи различного цвета преломляются по разному, то есть внутри капли луч белого цвета распадается на составляющие его цвета. Пройдя каплю, свет отражается от ее стенки, как от зеркала. Отраженные цветные лучи идут в обратном направлении, еще сильнее преломляясь. Весь радужный спектр покидает каплю с той же стороны, с которой в нее проник солнечный луч. Свет от солнца проник в каплю со стороны наблюдателя. Теперь этот луч, разложенный в цветной спектр к нему же и возвращается. Человек видит огромную цветную радугу, раскинувшуюся по всему небу,- свет, преломленный и отраженный миллиардами дождевых капель.

Можно ли увидеть радугу ночью?

Общее число максимумов зависит от кривизны поверхности капель и, следовательно, от их радиуса. Небольшая кривизна, которая возникает при больших каплях, часто приводит к максимуму. В случае меньших капель получается несколько максимумов убывающей интенсивности. Положение максимумов также различно для разных цветов. Их относительное положение снова зависит от размера капель: в случае больших капель максимумы расположены дальше друг от друга и получается более широкая, более четкая полоска, чем при небольших капельках воды.

Очень редко можно наблюдать в небе одновременно две радуги: за обычной радугой видно еще одну. Как правило, вторая радуга хуже различима , иногда даже еле заметна. Цвета этой второй радуги перевернуты, то есть сначала идет фиолетовый цвет. Ее появление объясняется повторным отражением световых лучей внутри капли.

Свет с равным успехом может преломляться капельками тумана или испарениями с поверхности моря. Капли дождя, как крошечные призмы, расщепляют белые световые лучи в цветной спектр.

Таким образом, наблюдение может быть объяснено тем, что иногда на внутренней стороне радуги во второй раз и, возможно, далее спектральные цвета соединяются красным цветом. Например, взаимодействие легких квантов с молекулами воды капель. Кроме того, была рассмотрена точная форма капель воды, которая в зависимости от размера больше или меньше отличается от сферического идеала. Эти асферические капли вызывают неравномерную интенсивность света, то есть вертикальные области дуги ярче поверхности вершины.

Легенды о радуге

Размер капель дождя никогда не бывает однородным, душ всегда производит определенный диапазон размеров и форм, так что появляется определенное количество радуг. Также интересно наблюдение, что свет радуги частично поляризован. Глядя на радугу через поляризационный фильтр и вращая его, дуга частично исчезает. Даже сегодня явление радуги отнюдь не ясно. Ученые все еще обеспокоены этим визуальным явлением. Искусственные радуги создаются в лаборатории с помощью лазеров для более точного изучения. Кроме того, были созданы программы моделирования радуги и способствовали их пониманию.

Теперь мы кое-что знаем о природе радуги, но это не мешает нам по прежнему ею восторгаться. Ученые, которые раскрыли механизм ее образования, использовали достижения оптики и математики. Они утверждают, что очень красивы тематические уравнения, с помощью которых удалось рассеять тайну радуги , хотя и очень сложны.

Цвета радуги всегда расположены в одном и том же порядке сверху вниз : красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Самая яркая полоса – красная. Каждый следующий цвет бледнее предыдущего. Фиолетовый вообще с трудом различим на фоне неба.

Солнце в спину и тропический душ на расстоянии – и с небольшой удачей вы можете увидеть радугу. Как только он приходит, он быстро ушел. Но когда вы увидели радугу? Радуга по утрам – это плохой знак: солнце на востоке, а дождь с запада исходит с запада, и поэтому не ожидается улучшения погоды. Символ хорошей погоды – радуга днем: солнце находится на западе, и поэтому радуга с ливневыми дождями на востоке – ливни на востоке в основном тянутся.

Истоки радуги давно заняли ученых. Декарт наконец выяснил, что отражение солнечного света в каплях дождя создает дугу. И Ньютон решил загадку цветов: солнечный свет раздувается в цветах радуги различными преломлениями под дождем. Радуги всегда вдохновляли воображение людей. Они являются признаком мира, потому что бог войны останавливается, и его лук, очевидно, висел на облаке. Любой, кто сумеет бросить шляпу над радугой, может снова поймать ее, наполненную золотом. И ясно, где лежит лук, клад кланяется.

Радуга – не материальный объект , как птица или облако. Это световой трюк . Каждый человек видит свою радугу. Это его и только его неожиданная радость.

В этом природном явлении на самом деле имеется что-то такое, что способно заставить любого ощутить волнующие чувства. Зрелище действительно чудесное – разноцветные полосы тянутся от одного края неба до другого. В древние времена радугу относили к Божьему знаку. И ничего удивительного в этом не было, ведь она возникала из ниоткуда. И не менее таинственно исчезала вновь. Обязательными условиями ее наблюдения были дождь и туман. И все же, почему и от чего появляется радуга на небе после дождя, для детей такое природное чудо – интересная загадка.

Долгое время явление радуги было необъяснимым. Вот почему на эту тему сложились разные сказки и легенды. Согласно китайской легенде, радуга – это трещина в небе. Эта трещина была закрыта богиней с цветными камнями. Вот почему радуга появляется во многих цветах.

Почему радуга цветная?

Ирландская сказка говорит нам, что мы можем найти горшок с золотом в конце радуги. Чтобы наслаждаться этим сокровищем, сначала нужно найти конец лука. Во-первых, нужно задать вопрос: где и как возникает радуга? С Ньютона мы знаем, что это все сказки и легенды. Тем временем развитие радуги можно объяснить с помощью физических законов.

Легенда как появилась радуга

Человечество всегда стремилось понять и определить причину происхождения радужных линий. Древнерусское население считало, что цветные полоски в небосводе означают коромысло, которым Перуница добывает себе , чтобы поливать ею землю. У индейцев из Америки был свое объяснение. Они величали явление лесенкой, по которой переходят в иной мир. Жители Скандинавии сравнивали дугу на небе с мостиком, на котором круглые сутки перемещается стражник богов Хеймдалль, неся свою охранную вахту.

Что такое радуга?

Радуга чаще всего наблюдается после грозы, когда идет дождь, но солнце уже заострено. Потому что радуга выглядит великолепно с ее многочисленными цветами, нам интересно, как она возникает. Конечно, сказки и легенды не согласны, но происхождение цветового лука в небе можно объяснить чисто физически и для детей.

Физически: как создается радуга?

То есть, если бы белый свет мог быть разобран, то огни появлялись бы в любом цвете. Капли воды разлагают белый свет на отдельные цвета. И, с одной стороны, белый свет в капле воды выходит из капли воды, как яркий луч. Этот яркий световой луч отражается в небе в виде радуги, всегда с теми же цветами, которые всегда расположены в одном порядке. Снаружи радуга начинается с красного цвета, затем оранжевого, затем желтого, затем зеленого, затем голубого, а внутри радуги фиолетовый.

• Солнечный свет выглядит как белый.
• Белый, однако, не цвет, но белый состоит из всех цветов.
• Это именно то, что происходит, когда радуга.
• Белый солнечный свет освещает капли дождя.

Вопрос: можно объяснить физически следующим образом.

От чего появляется радуга на небе физика

Появляется радуга? Чтобы правильно понимать причину возникновения радуги, следует вспомнить, что из себя представляет световой луч. Из школьных занятий по физике известно, что его составляют частички электромагнитных волновых излучений, перемещающиеся с огромной скоростью. Волны неодинаковой длины имеют отличия и по цветовым оттенкам. Но если они составляют общий поток, то глаз человека их видит белым. И лишь когда световой луч имеет на своем пути препятствие в виде водяных капель или стекла – он распадается на разные цветовые оттенки.

Когда белый солнечный свет попадает на дождевую стену, он разрушается в каждом одиночном капельке. Часть света появляется на другой стороне тростника, разбивается на спектральные цвета, другая часть снова ломается. Цвета вторичной дуги подчиняются обратному порядку цветам основной дуги. Поскольку угол преломления отдельных цветов не одинаковый, они появляются либо выше, либо ниже вниз в радуге. Например, угол красного цвета составляет 40 градусов. Поэтому Красный лежит вне радуги. Зеленый цвет разбит под углом 41 градус и расположен в центре, а синий – фиолетовый – на 42 градуса внутри радуги.

• Часть света, выходящая из регента после разлома, образует главную арку.
• Свет, который несколько раз разрушается в капле, образует вторичную дугу.
• Цвета радуги всегда расположены в одном порядке.

Человеческий глаз воспринимает только цвет, который находится под одним углом.

Наиболее маленькие электромагнитные красные волны имеют меньшую энергию, по этой причине их отклонение происходит меньше, чем у остальных. Наиболее длинными считаются фиолетовые волны, у которых максимальное отклонение. Отсюда следует, что остальные цвета радуги размещены в промежутке, который образуется красным и фиолетовым полосками.

Поскольку в воздухе много капель дождя, мы замечаем другой цвет под соответствующим углом. Радуга кажется нам круглым. Двойная радуга на этой записи никоим образом не является метеорологическим явлением, она также имеет мало общего с астрономией. К ним относятся форма радуги, ее цвет, размер и расположение.

Место: Чтобы увидеть радугу, у наблюдателя должно быть солнце «сзади». Форма и размер: радуга – это всегда полный и неподдельный круг, который создается отражением солнечного света на отдельных каплях дождя. От центра к краю он охватывает угол 42 градуса. Поскольку лучи солнца параллельны нам, все капли перед нами отбрасывают свет назад и образуют круговую дугу.

Глаз человека способен различить семь оттенков – красную линию, оранжевую, желтую, зеленую, голубую, синюю, и фиолетовую. Но при этом необходимо знать, что в реальности все оттенки постепенно переходят из одного в другой сквозь огромное количество промежуточных тонов.

Как появляется радуга

Для появления радуги необходим световой источник и высокий уровень влажности.

Видимая часть: поскольку мы обычно близки к земле, мы можем видеть из радуги только ту часть, которая находится над горизонтом. Однако из самолета мы можем увидеть полную круговую дугу! Это еще не все: поскольку радиус круга всегда равен 42 градусам, мы не можем видеть радугу, когда солнце выше, чем на 42 градуса в небе, потому что тогда вся дуга находится ниже горизонта. Особенно впечатляет радуга вечером, когда солнце приближается к горизонту, и мы видим полный полукруг.

Цвет: радуга показывает спектр солнечного света. Внешняя часть кольца имеет длинноволновый красный цвет и внутреннюю часть коротковолнового фиолетового цвета. Цвета – красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Иногда, как и на приведенном выше рисунке, мы видим второе внешнее кольцо с радиусом 51 градуса, в котором цвета появляются в обратном порядке через двойное отражение в капельках воды.

Разноцветные полоски заметны именно после прохождения дождя или в капельках тумана, которые подсвечиваются лучами солнца. Радугу можно увидеть возле водопада, на прибрежной части водоема, если погода достаточно солнечная.

Особенности: Радуга также можно увидеть в любом фонтане, если вы садитесь на солнце сзади. Солнце также играет здесь важную роль. Солнце не всегда вызывает радугу. Известны, но редкие, лунные радуги, которые в основном описываются как «белого цвета». На фотографиях, однако, ясно, что здесь присутствуют все цвета радуги – только слабая окраска наших глаз в темноте играет на нас. Другие яркие источники света также могут вызывать радугу. В зависимости от источника освещения это может иметь разные цвета.

Решение вопроса викторины: Картинки с астрономическими объектами, содержащимися в нем, всегда показывают что-то, даже с радугой. Оптическое явление похожее на радугу, но отличается тем, что оно вызвано преломлением света сквозь кристаллы льда в перистых облаках. Это явление, столь же красивое, как трудно увидеть, можно наблюдать только в местах, где температура очень низкая.

К чему появляется радуга примета

В народе всегда было принято природные явления объяснять разного рода приметами. Если в радуге было большое количество красного оттенка, следовало ожидать сильных ураганных ветров. Наблюдатели двойной или тройной радуги пророчили обильное выпадение осадков в скором будущем. По высоте радуги определяли, солнечную погоду ожидать или дождливую. Обилие зеленого оттенка так же означало дожди, желтого – солнечные дни, красного – засушливые ветра.

Это многоцветное явление погоды можно сравнить с большой плавающей призмой, которая рассеивает свет в разные оттенки. Название огневой радуги происходит от «огненных радуг», потому что «кажется, что произошло явление самовозгорания в небе». Известные как радужные огни по сходству с пламенем, круговая дуга создается льдом, а не огнем. Для того, чтобы эта дуга была видимой, солнце должно быть не менее 58 градусов над горизонтом, в небе, где есть циррус.

Это атмосферное явление создается путем сближения лучей солнца с определенными облаками, которые должны быть найдены на высоте около 20 тысяч футов над землей, т.е. для того, чтобы этот тип дуги был видимым, Солнце должно составлять не менее 58 градусов высоко в небе с перистыми облаками. Кроме того, многочисленные гексагональные и плоские кристаллы льда, которые составляют перистой, должны быть горизонтально выровнены, чтобы правильно преломлять солнечный свет как одну гигантскую призму. Следовательно, необычно видеть окружные дуги.

В зимний сезон радуга считается большой редкостью, предупреждает о сильных морозах или снегопадах. Расположенная вдоль реки радуга предвещает сильный дождь, а поперек – солнце. Увидев радугу в субботу, всю неделю можно ожидать проливные дожди.

Стоит заметить, что радуга представляет собой замкнутый круг, низ которого не виден глазу, так как скрывается за линией горизонта. Рассмотреть полное радужное кольцо возможно из окна самолета.

Это можно увидеть в местах с очень низкой температурой, особенно в странах Северной Европы и в самых холодных районах Канады. Чтобы этот вид дуги был видимым, солнце должно быть не менее 58 градусов в небе с перистыми облаками. С помощью этого эксперимента, чтобы создать радугу, вы сможете понять, как они формируются, поскольку вы создадите свою собственную радугу.

Откройте еще 36 статей по этой теме. Видя семицветный лук в небе, вы задумываетесь, как он сформировался и что заставило его выглядеть так. Чтобы создать свою собственную радугу, вам понадобятся следующие материалы. Поместите стакан воды на стол, а затем поместите зеркало внутри него под углом. Убедитесь, что комната полностью темная. Закройте все шторы и жалюзи, чтобы была полная тьма. Возьмите фонарик или факел и направьте свет на зеркало, которое вы разместили внутри стекла. Обратите внимание, как радуга появляется под углом вашего зеркала.

Что вызывает радугу? | NOAA SciJinks – Все о погоде

Краткий ответ:

Радуга вызвана солнечным светом и атмосферными условиями. Свет проникает в каплю воды, замедляясь и изгибаясь при переходе от воздуха к более плотной воде. Свет отражается от внутренней части капли, разделяясь на составляющие ее длины волн или цвета. Когда свет выходит из капли, образуется радуга.

Если вы вообще не имели представления о том, что такое радуга и что ее вызывает, вы могли бы поверить некоторым легендам, созданным различными древними культурами для ее объяснения.Радуга – одно из самых красивых проявлений природы.

Радуга в Суурой, Фарерские острова. Фото Эрика Кристенсена.

На самом деле радуга – это не «вещь», и ее не существует в определенном «месте». Это оптическое явление, которое возникает, когда солнечный свет и атмосферные условия подходят для этого, а зритель находится в правильном положении, чтобы его увидеть.

Когда можно увидеть радугу?

Радуга требует, чтобы в воздухе плавали капли воды.Вот почему мы видим их сразу после дождя. Чтобы появилась радуга, Солнце должно быть позади вас, а облака рассеялись от Солнца.

Почему радуга – это лук или дуга?

Полная радуга на самом деле представляет собой полный круг, но с земли мы видим только его часть. С самолета в подходящих условиях можно увидеть всю круглую радугу.

С летящего самолета вы можете увидеть радугу, образуя полный круг. Кредит: NOAA.

Что происходит с каплями воды?

Солнечный свет падает на каплю воды.Когда свет проходит в каплю, свет немного изгибается или преломляется, потому что в воде свет распространяется медленнее, чем в воздухе (потому что вода более плотная). Затем свет отражается от задней части капли воды и возвращается туда, откуда пришел, снова изгибаясь, когда он ускоряется, когда выходит из капли.

Свет входит в каплю воды, изгибаясь, немного замедляясь, переходя от воздуха к более плотной воде. Свет отражается от внутренней части капли, разделяясь на составляющие ее длины волн или цвета.Когда он выходит из капли, он образует радугу.

Почему цвета?

Солнечный свет состоит из света разных длин волн или цветов. Некоторые из этих длин волн изгибаются больше, чем другие, когда свет попадает в каплю воды. Фиолетовый (самая короткая длина волны видимого света) изгибается сильнее всего, красный (самая длинная длина волны видимого света) изгибается меньше всего. Поэтому, когда свет выходит из капли воды, он разделяется на все длины волн. Свет, отражающийся обратно к вам, наблюдатель с солнечным светом, исходящим от вас, из капель воды будет казаться разделенным на все цвета радуги! Фиолетовый будет внизу и красный вверху.

Что делает двойную радугу?

Вторичная радуга появляется, если солнечный свет дважды отражается внутри водяных капель. Вторичные радуги более тусклые, и порядок цветов обратный, с красным внизу. Предоставлено: Леонардо Вайс через Wikimedia Commons.

Иногда можно увидеть другую, более тусклую вторичную радугу над основной. Первичная радуга возникает из-за одного отражения внутри капли воды. Вторичная радуга вызвана вторым отражением внутри капли, и этот «переотраженный» свет выходит из капли под другим углом (50 ° вместо 42 ° для красной основной дуги).Вот почему вторичная радуга появляется над первичной радугой. У вторичной радуги также будет обратный порядок цветов: красный внизу и фиолетовый вверху.

Почему в радуге 7 цветов?

В радуге семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Аббревиатура «ROY G. BIV» – удобное напоминание о цветовой последовательности, из которой состоит радуга.

Портрет сэра Исаака Ньютона работы Годфри Кнеллера.Потрясающая прическа радуги любезно предоставлена ​​Азаэлем Каррерой.

Но рисование пальцами в начальной школе учит нас, что есть три основных цвета – красный, желтый и синий, – которые вместе образуют три второстепенных цвета – оранжевый, зеленый и фиолетовый – и (плюс-минус немного черной и белой краски) все остальные цвета, которые только можно вообразить. . Это шесть основных цветов.

Итак, в радуге фиолетовый подразделяется на пурпурный и более-синий-пурпурный. Кто за бананы принял такое решение?!? И почему?

Краткие ответы: Исаак Ньютон.И древнегреческая философия. Гм, что?

Визуальный спектр

–

Теория цвета немного сложнее, чем смешивание красок пальцами правой руки. Мы смешиваем пигменты, используя хорошо понятный, но сбивающий с толку метод вычитания ¹ , который использует красный, синий и желтый в качестве основных цветов ² . Однако мы, , видим цвет в световых волнах. А свет комбинирует цвета в соответствии с методом аддитивного смешивания, в котором в качестве основных цветов используются красный, синий и зеленый ³ .

Вычитающее смешение цветов очень похоже на смешение красок, которое мы делали в начальной школе. Это видео отлично визуализирует «вычитающую» часть. Дополнительное смешение цветов. Если вам (как и мне) сложно понять, как красный и зеленый смешиваются вместе, образуя желтый, посмотрите это видео на YouTube.

Так при чем тут сэр Исаак? В 17 веке он был тем, кто понял, что, когда мы разделяем белый свет на части с помощью призмы (или капель дождя), мы получаем визуальный спектр цветного света (также известного как радуга).

Как видите, в визуальном спектре каждый цвет перетекает в своих соседей. Это не определенный набор цветов, а скорее спектр ⁴ . Но Ньютон решил, что нам, вероятно, следует разбить этот спектр на части, чтобы нам было легче говорить об этом. Но сколько должно быть дивизий…?

Древняя Греция и магия 7

– Через Reuters

Семерке повезло. По крайней мере, так всегда говорили представителям западных культур. Но почему? Мы можем проследить корни этой ассоциации до VI века до нашей эры и чувака по имени Пифагор ⁵ .Пифагор любил числа. И он любил применять числа к явлениям реального мира. Ему приписывают открытие того факта, что музыкальные ноты (которых семь) можно преобразовать в математические уравнения, и у него была теория о том, как небесные тела (о семи из которых в то время было известно) перемещались в соответствии с математическими закономерностями.

Заметили закономерность? Пифагор это сделал: его наблюдения показали, что 7 было магическим числом, которое каким-то образом связывало разрозненные явления.Далее он видел в нем сумму духовного (3) и материального (4).

Пифагор также основал школу, и идеи, которые он поддерживал, превратились в философию под названием пифагореизм, основанную на математике и мистицизме. Пифагореизм оказал влияние на некоторых из самых известных классических мыслителей, включая Аристотеля и Платона.

Итак, теперь у нас есть семь дней в неделе, семь гуманитарных дисциплин, семь смертных грехов, семь чудес света и семь гномов.

Так как же это применимо к радуге?

Круговой маршрут от Пифагара до Ньютона

– Ньютон не только ассоциировал цвет с музыкой, но и постулировал, что цветовой спектр цикличен, как октавы.Через Википедию.

Пифагорейский философ Филоал – первый известный человек, который постулировал, что Земля образовалась вокруг «центрального огня» (а не всего, вращающегося вокруг земли). Эту теорию, в свою очередь, использовал Коперник, которому широко приписывают развитие гелиоцентрической теории движения планет. А Ньютон опирался на работу Коперника при разработке своей теории гравитации.

Итак, TL; DR Ньютон считал пифагорейцев довольно великими.

Когда он начал свою работу с цветом, он первоначально разделил спектр только на пять цветов (красный, желтый, зеленый, синий и фиолетовый), но изменил число до семи, добавив оранжевый и индиго, потому что Пифагор считал, что существует связь между цветом и музыкой.А есть семь натуральных нот, значит, должно быть семь основных цветов.

Математика, музыка, нумерология и пара мертвецов. Вот почему радуга состоит из семи цветов.

Как вы думаете, сколько цветов должно быть в радуге? 6, 7 или другое? Дайте нам знать об этом в комментариях!”

---

<sup>1. Это называется вычитанием, потому что вы «вычитаете» свет при добавлении цвета. Чем больше цвета вы добавите, тем темнее станет. Когда вы смешиваете все три цвета, вы гипотетически получаете черный цвет, из которого вычитается весь свет.Совершенно интуитивно понятно, правда? ↩
2. Чтобы еще больше запутать ситуацию, когда вы говорите о печати, в которой используется субтрактивное смешение цветов, вы называете основные цвета CMYK: голубой (оттенок синего), пурпурный (т.е. вид красный, я полагаю?), желтый (хорошо, , один из них простой) и черный (который называется k, потому что пластина «k» в принтере заполнена черными чернилами) .↩
3. Добавка, потому что вы добавляете свет. А если смешать все цвета (или длины волн) света, в сумме получится белый.↩
4. Если вы хотите узнать больше, в Википедии есть довольно приятная таблица важных спектральных цветов и их длин волн.
5. Ага, тот же парень, который придумал a 2 + b 2 = c 2 теорема о прямоугольном треугольнике</sup>

Почему у радуги 7 цветов?

Цвет как физическая концепция

Видимый свет, тепло, радиоволны и другие типы излучения имеют одинаковую физическую природу и состоят из потока частиц, называемых фотонами.Фотон или «квант света» был предложен Эйнштейном, за что он был удостоен Нобелевской премии в 1921 году и является одной из элементарных частиц стандартной модели, принадлежащей к семейству бозонов. Основной характеристикой фотона является его способность передавать энергию в квантованной форме , которая определяется его частотой в соответствии с выражением E = h ∙ n , где h – постоянная Планка, а n – постоянная Планка. частота фотона.

Радуга – это оптическое и метеорологическое явление, которое состоит из появления в небе разноцветной световой дуги, возникшей в результате разложения солнечного света в видимом спектре / Изображение: pixabay

Электромагнитный спектр / Изображение:

автор

Таким образом, мы можем найти фотоны очень низких частот, расположенных в диапазоне радиоволн, до фотонов очень высокой энергии, называемых гамма-лучами , как показано на следующем рисунке, образующих непрерывный частотный диапазон, который составляет электромагнитный спектр.Поскольку фотон можно смоделировать как синусоиду, движущуюся со скоростью света c , длина полного цикла называется длиной волны фотона l , поэтому фотон можно охарактеризовать либо по его частоте, либо по длине волны, поскольку л = с / п . Но обычно используют термин цвет как синоним частоты , поскольку цвет света, воспринимаемый людьми, является функцией частоты. Однако, как мы увидим, это не строго физическое явление, а следствие процесса измерения и интерпретации информации, который делает цвет возникающей реальностью другой лежащей в основе реальности, поддерживаемой физической реальностью электромагнитного излучения.

Структура электромагнитной волны / Изображение: автор

Но прежде чем решать эту проблему, следует учитывать, что для эффективного обнаружения фотонов необходим детектор, называемый антенной , размер которой должен быть аналогичен длине волны фотонов.

Восприятие цвета человеком

Человеческий глаз чувствителен к длинам волн от темно-красного (700 нм, нанометры = 10 ^-9 метров) до фиолетового (400 нм).Для этого требуются приемные антенны размером порядка сотен нанометров! Но для природы это не большая проблема, так как сложные молекулы легко могут быть такого размера. Фактически, человеческий глаз для цветового зрения снабжен тремя типами фоторецепторных белков , которые вызывают реакцию, как показано на следующем рисунке.

Ответ фоторецепторных клеток сетчатки человека / Фото:

автор

Каждый из этих типов настраивает тип фоторецепторных клеток в сетчатке, которые из-за своей морфологии называются колбочками.Белки фоторецепторов расположены в клеточной мембране, поэтому, когда они поглощают фотон, они меняют форму, открывая каналы в клеточной мембране, которые генерируют поток ионов. После сложного биохимического процесса создается поток нервных импульсов, который предварительно обрабатывается несколькими слоями нейронов сетчатки, которые, наконец, достигают зрительной коры через зрительный нерв, где информация наконец обрабатывается.

Хотя радуга представляет собой непрерывный градиент спектральных цветов, считается, что они могут быть определены в семи основных цветах: красном, оранжевом, желтом, зеленом, голубом, синем и фиолетовом, которые эквивалентны цветам, упомянутым ученым Исааком Ньютоном в 1704 / Изображение: pixabay

Но в этом контексте дело в том, что клетки сетчатки не измеряют длину волны фотонов стимула.Напротив, то, что они делают, – это преобразование стимула определенной длины волны в три параметра, называемых L, M, S, которые представляют собой реакцию каждого из типов фоторецепторных клеток на стимул. Это имеет очень интересные последствия, которые необходимо проанализировать. Таким образом, мы можем объяснить такие аспекты, как:

• Причина, по которой радуга имеет 7 цветов.
• Возможность синтеза цвета посредством аддитивного и субтрактивного смешивания.
• Существование нефизических цветов, таких как белый и пурпурный.
• Существование различных способов интерпретации цвета в зависимости от вида.

Чтобы понять это, давайте представим, что они предоставляют нам отклик системы измерения, которая связывает L, M, S с длиной волны, и просят нас установить корреляцию между ними. Первое, что мы видим, – это 7 различных зон по длине волны, 3 гребня и 4 впадины. 7 шаблонов! Это объясняет, почему мы воспринимаем радугу, состоящую из 7 цветов, возникающую реальность в результате обработки информации , которая выходит за рамки физической реальности.

Но что ответит нам птица, если мы спросим ее о количестве цветов радуги? Возможно, но маловероятно, что он скажет нам девять! Это связано с тем, что птиц имеют фоторецептор четвертого типа , расположенный в ультрафиолете, поэтому система восприятия установит 9 областей в полосе восприятия света. И это заставляет нас задаться вопросом: какой будет хроматический диапазон, воспринимаемый нашей гипотетической птицей или видами, у которых есть только один тип фоторецепторов? Результат – простой комбинаторный случай!

С другой стороны, наличие трех типов фоторецепторов в сетчатке человека позволяет относительно точно синтезировать хроматический диапазон посредством аддитивной комбинации трех цветов: красного, зеленого и синего. сделано в экранах видео./ Image: pixabay

Точно так же можно синтезировать цвет путем субтрактивного или пигментного смешивания трех цветов, пурпурного, голубого и желтого, как в масляной краске или в принтерах. И здесь наглядно проявляется виртуальность цвета, поскольку нет пурпурных фотонов , поскольку этот стимул представляет собой смесь синих и красных фотонов. То же самое происходит с белым цветом, поскольку нет отдельных фотонов, которые производят этот стимул, поскольку белый – это восприятие смеси фотонов, распределенных в видимом диапазоне, и, в частности, смеси красных, зеленых и синих фотонов.

Короче говоря, восприятие цвета является ярким примером того, как реальность возникает в результате обработки информации . Таким образом, мы можем видеть, как данная интерпретация физической информации видимого электромагнитного спектра порождает возникающую реальность, основанную на гораздо более сложной, лежащей в основе реальности.

В этом смысле мы могли бы спросить себя, что андроид с точной системой измерения длины волны подумает об изображениях, которые мы синтезируем при рисовании или на видеоэкранах.С уверенностью можно сказать, что они не соответствуют исходным изображениям, что для нас практически незаметно. И это связано с предметом, который может показаться несвязанным, как и понятие красоты и эстетики. На самом деле, когда мы не можем установить закономерности или категории в информации, мы воспринимаем ее как шум или беспорядок. Что-то неприятное или некрасивое!

Хосе Посас

Наука о цветах радуги

Радуга, как мы ее знаем, бывает красной, оранжевой, желтой, зеленой, синей, фиолетовой.ROYGBV. Я игнорирую индиго, потому что, честно говоря, индиго? Но где именно фиолетовый? Это конец здесь? Этот темно-синий? А что это за более яркий сине-зеленый? Может быть, голубой? Так почему бы нам не сказать, что радуга красная, оранжевая, желтая, зеленая, голубая, синяя? ROYGCB.

Ну, на самом деле. А мы просто забыли. Когда Исаак Ньютон первоначально наблюдал радугу света, разделенную призмой, и обозначил цвета как красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый, то, что он назвал синим, действительно было тем, что мы теперь назвали бы сине-зеленым. , или бирюзовый, или голубой.Напоминает цвет голубого неба. И то, что мы сейчас называем синим, Ньютон называл фиолетовым, например, розы – это красные, фиалки – синие. Темно-синий.

Он только включил индиго в свои семь основных цветов радуги, чтобы они соответствовали количеству нот западной музыкальной шкалы. Do re mi fa so la ti – да.

Фиолетовый, пурпурный и ярко-розовый, как мы знаем, не встречаются в радуге от призмы, потому что они могут быть созданы только как комбинация красного и синего света.И они находятся по разные стороны радуги и даже близко не пересекаются. Итак, в радуге от призмы нет ни фиолетового, ни ярко-розового. Фиолетовый присутствует в розах красного цвета, фиалки имеют смысл синего, а пурпурный – нет. Тогда почему радуга в небе часто выглядит так, будто в ней есть пурпурный цвет?

Я подозреваю, что иногда это оптическая иллюзия, когда приятный глубокий синий цвет в небольших количествах, окруженный более светлым цветом, кажется нашим глазам пурпурным. Однако иногда действительно присутствуют фиолетовый и розовый, потому что радуга – это действительно дождевой диск.Каждый цвет солнечного света отражается обратно в диск с ярким ободком, все разных размеров, которые вместе составляют белый диск с разноцветным ободом.

Но поскольку свет – это волна, интерференция самих дождевых капель фактически дает каждому диску несколько колец. Привычное внешнее кольцо просто самое яркое. Остальные называются лишними кольцами и являются источником лишних радуг. Чем мельче капли дождя, тем сильнее лишние луки. И если капли подходящего размера, первое красное лишнее кольцо может значительно перекрываться с основным фиолетовым кольцом.А что дают красный и фиолетовый? Фиолетовый.

Итак, как говорится, розы красные, фиалки синие, а пурпурный в радуге – это нештатный оттенок.

Что такое порядок цветов радуги? Понимание ROYGBIV

Вы, скорее всего, видели радугу после дождя в солнечный день. Но какие цвета радуги по порядку? А что вызывает образование радуги? Мы объясним все, что вам нужно знать о порядке цветов радуги, в том числе о том, что означает ROYGBIV, почему существуют радуги и изменится ли порядок цветов радуги.

Какие цвета радуги по порядку?

Официально порядок цветов радуги следующий:

• Красный
• оранжевый
• Желтый
• зеленый
• Синий
• Индиго
• фиолетовый

Это означает, что каждой радуги, которую вы видите, будет иметь эти семь цветов в следующем порядке (от вершины дуги радуги к основанию дуги).

Самый простой способ запомнить порядок цветов радуги – это использовать мнемоническое устройство ROYGBIV, в котором каждая буква обозначает первую букву названий цветов (другими словами, R – красный, O – оранжевый, Y – для желтого и т. д.). Большинство людей произносят «РОЙГБИВ» в три слога, поэтому это звучит и больше похоже на чье-то имя: Рой Г. Бив.

Иногда вы можете увидеть ROYGBIV, написанное наоборот как VIBGYOR.

Готов поспорить, вы легко можете себе представить большинство, если не все, из этих семи цветов радуги. Но многие люди не понимают, какой цвет индиго отличается от синего и фиолетового. Обычно индиго описывается как нечто среднее между синим и фиолетовым.

Большинство людей, кажется, согласны с тем, что индиго ближе к глубокому или темно-синему, чем к более пурпурному или фиолетовому цвету, но даже по этому поводу все еще ведутся споры!

Что такое радуга? Что заставляет образоваться?

Теперь вы знаете порядок цветов радуги, но что именно вызывает образование радуги? И почему радуга содержит эти семь цветов именно в таком порядке? Чтобы ответить на эти вопросы, мы вернемся к английскому ученому и математику Исааку Ньютону.

Ньютон провел множество экспериментов со светом, которые кратко изложены в его книге 1704 года Opticks , и обнаружил, что , когда чистый белый свет проходит через призму, он преломляется в разные цвета в определенном порядке или на то, что мы знаем как радугу. Это означает, что белый свет – это , а не на самом деле белый, а состоит из огромного спектра цветов!

Эти цвета составляют видимого (светового) спектра; – это часть электромагнитного спектра, которую видит человеческий глаз.

Все цвета в спектре видимого света распространяются на разных длинах волн, причем красный имеет самую длинную длину волны около 700 нанометров, а фиолетовый – самую короткую – около 380 нанометров. Эти длины волн изгибаются под разными углами при прохождении через призму, , и это то, что заставляет порядок цветов радуги выглядеть так, как это происходит.

Ньютон – это тот, кто решил интерпретировать порядок радуги в терминах семи уникальных цветов – ROYGBIV – но правда в том, что радуги состоят из более чем миллиона цветов, многие из которых невидимы для человеческого глаза!

Кроме того, некоторые цвета, такие как розовый и коричневый, действительно видны человеческому глазу, но не имеют собственных длин волн, а можно получить только при объединении определенных длин волн. Например, розовый цвет получается путем сочетания длин волн красного, зеленого и синего цветов.

Так как же получается естественная радуга – знаете, те радуги, которые мы видим в небе? Радуга образуется естественным образом, когда солнечный свет проходит через капли воды в небе, заставляя свет преломляться и отражаться, как правило, в форме дуги.

Следовательно, ваши шансы увидеть радугу будут самыми высокими в солнечные и дождливые дни. Радуга всегда появляется напротив той части неба, в которой находится солнце, поэтому, если вы пытаетесь найти радугу, убедитесь, что ваша спина обращена к солнцу.

Изменится ли когда-нибудь порядок цветов радуги?

Когда мы говорим о порядке цветов радуги, большинство людей думают о ROYGBIV. Но, как я упоминал выше, на самом деле намного больше, чем просто семь цветов радуги.

Ньютон решил определить радугу как состоящую из семи цветов, потому что он считал, что количество цветов в радуге должно быть таким же, как количество нот в музыкальной гамме. Ясно, что это довольно произвольный (и ненаучный) способ взглянуть на разные цвета радуги.Действительно, многие люди до сих пор не могут отличить индиго от фиолетового и синего!

Итак, хотя фактический порядок цветов радуги (видимый спектр) всегда будет одним и тем же, то, как мы говорим о порядке цветов радуги, может со временем измениться в зависимости от того, как люди видят и выбирают определение цветов.

Многие современные изображения радуги имеют всего шести цветов – красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый – предпочитая полностью исключить индиго. Например, цвет радуги ЛГБТ-флага меняется с синего на фиолетовый, без индиго.

Радужный флаг ЛГБТ на гей-параде.

Итак, почему мы до сих пор включаем индиго в порядок цветов радуги, особенно если так много людей думают о нем как о не более чем переходном цвете между синим и фиолетовым? Многие считают, что это просто из-за желания хотеть придерживаться традиции .

Тем не менее, вполне возможно, что будущие детсадовцы узнают о ROYGBV – за вычетом I для индиго!

Что дальше?

Есть другие вопросы о науке? Ознакомьтесь с нашими руководствами по научным методам и способам преобразования нанометров в метры.

Думаете о сдаче научного экзамена AP? Тогда вам обязательно захочется взглянуть на наши экспертные учебные пособия по AP Biology, AP Environmental Science и AP Chemistry.

Хотите уметь говорить на других языках? Выучите 10 основных японских приветствий и разные способы сказать «Привет!» на итальянском.

Что вызывает радугу? | HowStuffWorks

Два дня назад вопрос дня был «Почему небо голубое?» По какой-то причине это вызвало волну вопросов: «Что вызывает радугу?» вопросы, поэтому давайте пройдемся по природе радуги.

Вы знаете, что свет состоит из множества цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго, фиолетового. Вот почему призма может воспринимать белый свет с одной стороны и создавать собственную мини-радугу с другой стороны. Чтобы понять радугу, вы должны начать с понимания того, что происходит внутри призмы, чтобы позволить ей разделить белый свет на его цвета.

Призма представляет собой предмет треугольной формы из стекла или пластика. Чтобы заставить его создать мини-радугу, вы позволяете узкой полосе белого света падать на одну сторону треугольника, например:

(на этой странице вы найдете аккуратный java-апплет, демонстрирующий дисперсию призмы.)

Разброс цветов в призме происходит из-за того, что называется показателем преломления стекла. Каждый материал имеет свой показатель преломления. Когда свет попадает в материал (например, когда свет, проходящий через воздух, попадает в стекло призмы), разница в показателях преломления воздуха и стекла заставляет свет изгибаться. Угол изгиба отличается для разных длин волн света. Когда белый свет проходит через две грани призмы, разные цвета изгибаются в разной степени и при этом растекаются в радугу.

В радуге капли дождя в воздухе действуют как крошечные призмы. Свет попадает в каплю дождя , отражается от стороны капли и выходит. При этом он разбивается на спектр, как в треугольной стеклянной призме, например:

Угол между входящим лучом света и выходящим из капель лучом составляет 42 градуса для красного и 40 градусов. для фиолетового. Вы можете видеть на этой диаграмме, что углы заставляют разные цвета от разных капель достигать вашего глаза, образуя круговой ободок цвета в небе – радугу! В двойной радуге образуется вторая дуга, потому что капли могут иметь два внутренних отражения и иметь одинаковый эффект.Чтобы два отражения работали, капли должны быть подходящего размера.

В следующий раз, когда вы заметите радугу, вы увидите ее в совершенно новом свете. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с разделом «Как работают радуги».

Canon: Canon Technology | Canon Science Lab

Для этого сайта требуется браузер с поддержкой JavaScript.

Как образуются радуги?

Радуга возникает, когда свет излучается солнцем. соприкасается с каплями воды в атмосфере.Итак, как доза света проходит через капли воды и создает семицветную радугу?

Радуга бывает семи цветов, потому что капли воды разбивают солнечный свет на семь цветов спектра. Тот же результат достигается при прохождении солнечного света через призму. Капли воды в атмосфере действуют как призмы, хотя следы света очень сложны.
Когда свет встречает каплю воды, он преломляется на границе воздуха и воды и попадает в каплю, где свет распределяется по семи цветам.Эффект радуги возникает из-за того, что свет затем отражается внутри капли и, наконец, снова преломляется в воздухе.

Радуга: отражение семи цветов спектра

У радуги семь цветов, потому что капли воды в атмосфере разделяют солнечный свет на семь цветов. Призма аналогично делит свет на семь цветов. Когда свет выходит из одной среды и входит в другую, свет меняет направление распространения и изгибается. Это называется рефракцией.Однако из-за различий в показателях преломления этот угол преломления варьируется для каждого цвета или в соответствии с длиной волны света. Это изменение угла преломления или показателя преломления в соответствии с длиной волны света называется дисперсией. В обычных средах, чем короче длина волны (или чем светлее свет), тем больше показатель преломления.

Преломление зависит от цвета света и среды

Угол преломления зависит от скорости, с которой свет проходит через среду.Люди замечали явление преломления на протяжении всей истории. Но первым, кто открыл закон преломления, был голландский математик Виллеброрд Снелл (1580–1626). Показатель преломления воды для оранжевого света паров натрия, излучаемого уличными фонарями на автомагистралях, составляет 1,33. Показатель преломления воды к фиолетовому цвету, который имеет короткую длину волны, составляет около 1,34. Для красного света, который имеет большую длину волны, показатель преломления воды составляет почти 1,32.

Капли воды отражают преломленный свет

Солнечный свет, падающий на каплю (сферу) воды в атмосфере, преломляется на поверхности капли и попадает в нее.Когда происходит процесс преломления, свет распадается на семь цветов внутри капли воды, а затем отражается от другой поверхности капли после прохождения внутри нее. Обратите внимание, что при отражении угол отражения совпадает с углом падения, что означает, что отраженный свет распространяется по заранее заданной траектории, сохраняя при этом разницу в угле преломления. Когда свет выходит из капли, он снова преломляется, что еще больше усиливает дисперсию. Первичное отражение основной радуги и вторичное отражение от более темной вспомогательной радуги. рассеять свет на семь цветов, которые видят наши глаза.

Видимые углы радуги предопределены

Вы можете видеть радугу, когда солнце находится прямо за вами. Основная радуга становится видимой под углом примерно 40 дюймов от горизонта. Вспомогательную радугу можно увидеть примерно на 53 дюймах.