Доклад на тему радуга
Обновлено: 05.07.2024
Радуга — явление природы, выглядящее как разноцветная дуга из водяных капель, освещённых солнцем. Невооружённым глазом её можно увидеть после дождя, встав спиной к дневной звезде. Явлением люди интересовались с древних времён. Славяне, скандинавы, индийцы, греки и другие народы приписывали небесной дуге сверхъестественное происхождение, но уже на рубеже XIII и XIV веков ученые смогли научно объяснить этот феномен.
- Описание явления
- Исследования оптического феномена
- Количество цветов
- Виды радуги
- Значение и наименование в истории
- Упоминание в Библии
Описание явления
Узнать, как выглядит радуга, можно после дождя, когда выходит солнце. На небе появляется огромная дуга или окружность, сияющая семью плавно переходящими друг в друга красками. Цвета радуги по порядку выглядят так:
- красный; ;
- жёлтый;
- зелёный;
- голубой;
- синий;
- фиолетовый.
Легко запомнить правильную последовательность даже ребёнку в первом классе можно при помощи фраз-подсказок, в которых каждое слово начинается с той же буквы, что и название цвета:
- Как однажды Жак-звонарь головой сломал фонарь.
- Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.
Однако стоит помнить, что эти цвета основные, но не единственные. Между ними есть множество промежуточных оттенков, так как спектр непрерывен.
Исследования оптического феномена
Почему возникает радуга, люди точно узнали уже в XIII—XIV вв. еках. Историки ставят это в заслугу сразу нескольким исследователям:
- персидским астрономам аш-Ширази и аль-Фариси;
- немецкому учёному Д. Фрейбургскому.
В XVII веке размышления и наблюдения деятелей науки вновь были направлены на это явление. В 1611 году хорватским учёным и теологом М. А. де Доминисом была написана книга, в которой разъяснялось, что в основе возникновения радуги лежит физическое явление, связанное с солнечным светом, по следующей схеме:
- он преломляется при входе в дождевую каплю в воздухе;
- отражается от её внутренней поверхности;
- вновь преломляется при выходе из капли.
Через некоторое время это описание было дополнено новыми фактами. Французский физик Р. Декарт установил преобладающие углы преломления солнечных лучей при выходе из капли:
- 41,5 градуса для первичной радуги;
- 51−52 градуса для вторичной.
Количество цветов
Не везде и не всегда в радуге выделялось семь цветов. Во времена Аристотеля их насчитывали всего три:
- красный;
- зелёный;
- фиолетовый.
Представители африканских племен и вовсе ограничивались разделением оттенков на светлый и тёмный. Исаак Ньютон изначально разглядел в радуге пять цветов:
- красный;
- жёлтый;
- зелёный;
- синий;
- пурпурный.
Чуть позже он обнаружил шестой цвет — оранжевый. Но на сознание учёных тех времён большое влияние имела церковь, и цифра 6 глубоко верующему Ньютону не понравилось. Другое дело 7, имеющий древнее мистическое значение, символизирующий количество дней недели и смертных грехов. Поэтому физику пришлось буквально высмотреть седьмой цвет: он определил его как индиго.
Однако со временем в некоторых государствах понимание количества цветов в радуге снова сократилось до шести. Сейчас голубой и синий, которые различают в России, объединяются в один в следующих странах:
- Англия;
- Америка;
- Германия;
- Франция.
В Японии цветов тоже шесть, но голубой и синий они различают. Зато зелёного в их языке нет. Он воспринимается японцами как оттенок синего.
Виды радуги
Чаще всего на небе видна одна первичная радуга, но иногда вокруг неё показывается и вторичная, менее яркая. Она образуется, когда свет отражается в дождевых каплях дважды, поэтому порядок цветов у нее обратный (от фиолетового, который расположен снаружи, к красному). Разделяет два семицвета тёмная полоса неба.
В естественных условиях невооружённым глазом очень редко видна радуга третьего порядка, но с помощью специального оборудования возможно зарегистрировать до семи небесных дуг. А в лабораторных условиях их можно получить вплоть до 200 штук.
Но природа не ограничивается образованием нескольких простых радуг. Они бывают ещё и необычными, например:
- Лунная. Её можно увидеть ночью: в качестве источника освещения выступает не солнце, а луна. Но из-за особенностей человеческого зрения (цветовые рецепторы невосприимчивы при слабом освещении) такая радуга кажется белесой.
- Туманная. Выглядит как широкая блестящая белая дуга. Образуется при прохождении света через очень мелкие капли воды (радиусом до 25 мкм).
- Огненная. Её особенность состоит в расположении по горизонтали, а не дугой, как у обычной радуги. Увидеть её можно на фоне высоких перистых облаков, которые она как будто зажигает.
- Отражённая. Появляется над водой или мокрым песком, поверхность которых отражает солнечные лучи до того, как они попадают на дождевые капли в воздухе.
- Паргелий и парселена — светлые, местами радужные круги на уровне солнца и луны соответственно.
Кроме того, существуют двойные, перевёрнутые и круглые формы радуги. Солнечный свет при этом преломляется не через водяные капли, а через кристаллы льда, рассеянные в воздухе, поэтому обязательным условием для таких оптических явлений является холодная погода.
Значение и наименование в истории
Сейчас люди прекрасно понимают, как образовывается радуга. Но много лет назад с этим красивым явлением было связано множество мифом и легенд:
- древние скандинавы и греки верили, что это дорога, соединяющая миры людей и высших сил;
- индийцы называли её луком повелителя небесного царства;
- армяне — поясом бога знаний;
- австралийские аборигены — Радужным змеем, покровительствующим воде, дождю и шаманам;
- славяне считали, что появление семицвета в небе означает, что скоро случится беда, а если пройти под ним, мужчина превратится в женщину, и наоборот (к счастью, приблизиться к радуге нельзя, как и к горизонту);
- африканские и ирландские народы, в свою очередь, придавали более позитивное значение этому природному явлению и считали, что оно указывает на те места на земле, где зарыт клад.
Называл радугу каждый народ тоже по-своему. Греки считали, что по ней спускается крылатая посланница богов Ирида, и в честь неё именовали небесную тропу словом iris. В древнееврейской традиции она называется qäšät, что означает божий лук. Этимология русского слова достаточно проста. Оно сложено из двух:
Упоминание в Библии
О семицвете есть упоминание и в Библии. Там он появился после всемирного потопа как символ прощения, данного Богом человечеству. Кстати, эта версия имеет научное обоснование. Есть предположение, что потоп, уничтоживший огромное количество живых организмов, действительно случился за много веков до нашей эры. До него небо застилали густые облака, ультрафиолет не воздействовал на людей, и они жили гораздо дольше, чем сейчас.
Но это не могло продолжаться вечно. Огромное количество паров и осадков на земле привело к потопу, из-за которой сместилась земная ось, и появилась смена времён года. Кроме того, облака стали значительно реже, и только в них теперь стало возможным увидеть радугу.
Природа дарит человечеству множество удивительных явлений и феноменов. Одни из них люди могут объяснить, другие до сих пор остаются загадками.
Радуга - одно из самых волшебных и красивых явлений, которые мы можем наблюдать в природе. Когда мы были детьми, она завораживала нас своим чудесным появлением буквально из ниоткуда и яркими красками. Она так загадочна, но наука достаточно хорошо изучила это явление. Если вы хотите рассказать своим детям все о радуге, вы должны прочитать эту статью.
Что такое радуга?
Радуга - это особое явление, которое происходит в природе, когда с одной стороны дождливо, а с другой солнечно. Она состоит из дуги, которая образует в небе семь цветов, а именно - фиолетовый, зеленый, голубой, оранжевый, желтый, синий и красный.
Каков механизм этого явления?
Простое объяснение появления радуги на небе заключается в том, что обычно мы видим солнечный свет. Белый свет, который попадает на нашу планету с огромной звезды Солнечной системы - собственно, в честь которой система и названа. Конечно же, это Солнце. Этот свет состоит из разных цветов, но пока он движется в одном направлении, он кажется белым.
Однако во время дождей миллионы капель заставляют цвета в белом свете разделяться и преломляться через них. Каждая капля дождя на самом деле создает свою собственную радугу, но когда их очень много, радуга становится достаточно большой, и мы можем видеть ее невооруженным глазом.
Интересные факты о радуге
Вот некоторые интересные факты о радуге:
- Для того, чтобы мы могли увидеть радугу, свет должен преломляться под углом в 42 градуса.
- Для того, чтобы это природное явление образовалось в небе, нужны два компонента - солнце и дождь.
- То, что радуга состоит из семи цветов, открыл ученый Исаак Ньютон.
- Это красочное явление наблюдается только во время дождя и имеет форму вытянутой дуги, похожей на лук (оружие древних племен). Именно поэтому мы называем его радугой.
- Бывают случаи, когда одна капля дождя дважды отражает солнечный свет. Тогда появляется вторая радуга. Эти радуги представляют собой перевернутую версию первоначальной, зеркальное отражение. И цвета в них идут в обратном порядке.
Мы рассказали вам все, что знали об этом явлении. Теперь вы вооружены всяческими интересными фактами и готовы к любым детским вопросам о радуге. Даже самым каверзным.
Радуга - это атмосферное оптическое явление, при котором множество капель влаги освещаются светом (как солнечным, так и лунным), в результате чего мы наблюдаем вот такое красивое его преломление. Чаще всего возникает сиё чудо природы во время или после дождя, но также может проявляться возле некоторых источников влаги (например, возле водопада или фонтана).
Выглядит радуга словно дуга или даже окружность, состоящая из различных цветов. Принято считать, что цвета сменяются в таком порядке: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Но на самом деле между этими основными цветами масса других промежуточных, так что спектр цветов изменяется очень равномерно, из-за чего невозможно отследить, где же один цвет переходит в другой.
Виды радуги
Из-за способов преломления света в каплях, данное явление бывает двух типов: первичная радуга и вторичная. Первичная - она более яркая, её мы в большинстве случаев и наблюдаем. А вторичная - куда слабее (из-за того, что свет преломляется дважды). Цвета её, кстати, будут следовать в обратном порядке, такое зеркальное отражение. И располагаться она в таком случае будет вокруг первой (потому и носят они такое порядковые названия).
Иногда в небе можно увидеть и другие явления, также окрашенные в радужные цвета. Скорее всего, они представляют собой один из видов Гало. К примеру, очень похожими свойствами обладает Глория - оптическое атмосферное явление в виде радужного круга.
Интересные факты о радуге
Радугу часто используют в качестве символа. Например, радужный флаг является символом движения коренных народов Южной Америки в Чили, Перу, Боливии и Эквадоре.
А корабли Гринписа именуются "Воин радуги".
Интересно, что центр окружности радуги всегда составляет с наблюдателем и Солнцем прямую. Причём Солнце всегда будет у наблюдателя за спиной.
Обычно человек видит лишь дугу радуги, но чем выше вы заберётесь, тем полнее будет картина. Вплоть до того, что с вершины горы или с самолёта можно увидеть окружность, а не только её дугу.
Гало
Гало представляет собой яркое кольцо света, образующееся вокруг различных источников света. Чаще всего - ярких.
Глория
Глорией называют радужные круги, образующиеся вокруг теней объектов, находящихся высоко над землёй.
Наблюдая радугу, невольно можно задуматься о природе этого удивительного по красоте природного явления.
Что такое радуга
Радуга – атмосферное природное явление, которое можно наблюдать на небе. Вызывается сложным процессом преломления источника света водой. В качестве воды могут выступать дождевые капли, туманные росинки. Внешне выглядит как большая дужка или окружность, состоящая из нескольких цветов. Возникает в любое время года.
Радуга – это не физический объект. К явлению нельзя приблизиться или обойти со стороны. С точки зрения физики она не расположена в конкретной точке неба. Это исключительно оптическое явление. Человек не сможет увидеть явление, если не будет находиться под углом в 42 градуса от противоположного направления к источнику света.
Для человеческого глаза радуга выглядит как явление с четко видимыми разноцветными полосами. Явление на черно-белой фотографии будет выглядеть как плавный градиент, переходящий из темного цвета в светлый. Ученые дают следующее объяснение: настоящая радуга должна состоять из непрерывного спектра цветов, а несовершенное человеческое зрение не может уловить все возможные оттенки.
Порядок цветов
История исследования
Исследование явления началось за несколько столетий до нашей эры. Древнегреческий ученый Аристотель пристально изучал феномен. Описание атмосферного чуда в его работах отличается последовательностью. Элементы его исследований использовались другими учеными на протяжении нескольких веков.
Древнеримский философ Сенека Младший в своих книгах собрал несколько теорий возникновения радуги. Философ заметил, что она появляется напротив Солнца и в разбрызгиваемой воде. Также он упоминает радужные цвета, возникающие при прохождении света через стеклянные стержни. В итоге Сенека пришел к нескольким версиям возникновения причудливого атмосферного явления в природе. Согласно первой версии, явление создается комбинацией солнечного света и капель жидкости. Согласно второй, свет отражается облаками, имеющими форму вогнутого зеркала.
Свое развитие теории Сенека получили в трудах арабского физика Ибн аль-Хатама. Ученый предположил, что лучи, исходящие от далекого источника света, отражаются в точке на оси вогнутого зеркала. Человеческий глаз выступает точкой оси зеркала.
Точное физическое описание явление появилось в трудах средневековых европейских ученых. Например, книги Марка Антония де Доминиса и Рене Декарта. Исаак Ньютон обосновал теории происхождение цветов явления. Дополнительно ученый выделил 7 составных цветов спектра, описав дисперсию света.
Как появляется радуга
Образование радуги происходит из-за преломления и отражения луча света каплями жидкости. Каждая капля деформирует луч по-своему, отражая различные цвета. Преломление сопровождается отклонением определенного цвета на разный угол. Меньше всего угол у красного света.
Проходящий через каплю белый свет разделяет его на составляющие спектра. Именно поэтому человеческий глаз видит разноцветную дугу. Форма радуги обусловлена особенностями светопреломления.
В большинстве случаев возникает первичная радуга. Образовывается в результате одного отражения лучей. Реже возникает вторичная. Внешне отличается менее интенсивной цветностью. Возникает после двойного отражения лучей. Третичная в природе возникает крайне редко. Всего зафиксировано 5 случаев наблюдения такого типа. В лабораторных условиях можно легко создать третичную версию. Ученые также могут создавать вариации более высокого порядка, вплоть до 200.
Схема образования явления
Один из самых часто встречаемых видов – двойная радуга. Появляется как результат одновременного нахождения первичного и вторичного типа в небе. Теоретически каждый вид явления двойной, однако цветовая насыщенность второй может бывать низкой и едва заметной. Возникает из-за двойного отражения внутри капель воды. Тройная радуга аналогична двойной по механизму образования. Единственное различие – дополнительная дуга.
Необычные виды радуги включают в себя лунную. Она возникает в лунные ночи. Выглядит как белая дуга. Из-за недостатка света зрение человека не видит ее настолько разноцветной, как дневную. Чем ярче свет отражаемый Луной, тем лучше глаз сможет увидеть оттенки.
Туманная радуга возникает во время слабого тумана. Свет преломляется, затем рассеивается в мелких каплях воды. Интенсивность цветов низкая – внешне явление схоже с лунным видом.
Огненная радуга – редкий оптический эффект. Выглядит как горизонтально расположенный спектр цветов среди облаков. Возникает при условии горизонтального нахождения кристаллов льда в облаке. Обычно наблюдается в горной местности.
Красная радуга возникает на рассвете после дождя. Выглядит как одиночная красная дуга. Также называется монохромной.
Нередко среди видов выделяется круговая радуга. На самом деле каждый вид явления имеет форму круга, но не под каждым углом можно увидеть ее полностью. Цельный круг хорошо виден с высокого здания или самолета.
Круговая (кольцевая) разновидность
Похожие явления
Существуют схожие явления, которые нередко путают с самой радугой.
Гало – часто встречаемый атмосферный оптический эффект. Выглядит как круглый ободок вокруг Солнца или другого источника света. Может получаться из-за нахождения ледяных кристаллов в перистых облаках на большой высоте. Вариативность подвидов высокая: кольцевая, перевернутая, антелические дуги, солнечный столб.
Один из типов гало называется паргелием. Появляется во время преломления солнечного света анизотропными кристаллами льда. Наблюдатель воспринимает его как радужное пятно недалеко от Солнца. Схожее явление возникает в лунные ночи и называется парселеной. Парселена отличается другим окрасом – верхняя часть красная, нижняя – синяя.
Зенитная дуга похожа на перевернутую радужную дугу. Также является одним из типов гало. Возникает при отражении света от перистых облаков.
Ра́дуга — атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении Солнцем (иногда Луной) множества водяных капель (дождя или тумана). Радуга выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра (от внешнего края внутрь: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). Это те семь цветов, которые принято выделять в радуге в русской культуре (возможно, вслед за Ньютоном, см. ниже), но следует иметь в виду, что на самом деле спектр непрерывен, и его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков.
Центр окружности, описываемой радугой, лежит на прямой, проходящей через наблюдателя и Солнце, притом при наблюдении радуги (в отличие от гало) Солнце всегда находится за спиной наблюдателя, и одновременно видеть Солнце и радугу без использования оптических приспособлений невозможно. Для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга, часть окружности, и чем выше точка наблюдения — тем она полнее (с горы или самолёта можно увидеть и полную окружность). Когда Солнце поднимается выше 43 градусов над горизонтом, радуга с поверхности Земли не видна.
Содержание
Физика радуги
Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды (дождя или тумана), парящими в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов (показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), поэтому слабее всего отклоняется красный свет — на 137°30’, а сильнее всего фиолетовый — на 139°20’). В результате белый свет разлагается в спектр (происходит дисперсия света). Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).
Для одного отражения внутри капли такой угол имеет одно значение, для двух — другое, и т. д. Этому соответствует первичная (радуга первого порядка), вторичная (радуга второго порядка) и т. д. радуга. Первичная — самая яркая, она уносит из капли большинство света. Радугу большего порядка обычно не удаётся увидеть, так как она очень слаба.
Схема образования радуги
1) сферическая капля
2) внутреннее отражение
3) первичная радуга
4) преломление
5) вторичная радуга
6) входящий луч света
7) ход лучей при формировании первичной радуги
8) ход лучей при формировании вторичной радуги
9) наблюдатель
10) область формирования первичной радуги
11) область формирования вторичной радуги
12) облако капелек
Чаще всего наблюдается первичная радуга, при которой свет претерпевает одно внутреннее отражение. Ход лучей показан на рисунке справа вверху. В первичной радуге красный цвет находится снаружи дуги, её угловой радиус составляет 40-42°.
Необычные радуги
Чаще всего наблюдается простая радуга-дуга, но известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или похоже выглядят. Среди них, например, туманная радуга, возникающая на капельках тумана, и огненная радуга (один из видов гало), возникающая на перистых облаках. Ночью можно увидеть лунную радугу.
Явления, ошибочно принимаемые за радугу
При определённых обстоятельствах можно увидеть двойную, перевёрнутую или даже кольцевую радугу. На самом деле это явления другого процесса — преломления света в кристаллах льда рассеянного в атмосфере и относятся к гало [5] . Для появления в небе перевернутой радуги (околозенитной дуги, зенитной дуги — одного из видов гало) необходимы специфические погодные условия, характерные для Северного и Южного полюсов. Перевернутая радуга образуется за счет преломления света, проходящего через льдинки тонкой завесы облаков на высоте 7 — 8 тысяч метров. Цвета в такой радуге располагаются тоже наоборот: фиолетовый вверху, а красный — внизу.
Читайте также: