Слайд 1Радуга – как Солнце в малой капле вод.
Г. Р. Державин
Радуга
Но что
мной зримая вселена?И что перед тобою я?
Ничто! Но ты во мне сияешь величеством твоих доброт.
Во мне себя преображаешь, как Солнце в малой капле вод.
Г. Р. Державин
Слайд 2Историческая справка
По представлениям древних греков, радуга соединяла небо и землю, и
олицетворяла богиню Ириду - посредницу между богами и людьми.
У славян существовало верование, что радуга высасывает воду из реки или озера. К примеру, на Западной Украине думали, что она также может всосать в себя человека и выбросить его на другой конец своей дуги.
Весь христианский мир, помня сказание о Всемирном Потопе, воспринимал радугу как божественный знак благополучия и благодати.
Слайд 3История открытий
Первая попытка объяснить радугу как естественное явление природы была сделана
в 1611 г. архиепископом Антонио Доминисом. Его объяснение радуги противоречило библейскому, поэтому он был отлучен от церкви и приговорен к смертной казни. Антонио Доминис умер в тюрьме, не дождавшись казни, но его тело и рукописи были сожжены.
Научное объяснение радуги впервые дал Репе Декарт в 1637 г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя. Радуга Декарта была белой.
Слайд 4Спустя 30 лет Исаак Ньютон, открывший дисперсию белого света при преломлении,
дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в каплях дождя. По образному выражению американского ученого А. Фразера, сделавшего ряд интересных исследований радуги уже в наше время, «Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил ее всеми красками спектра».
Слайд 5Что такое радуга
Все радуги — это солнечный свет, разложенный на компоненты
и перемещенный по небосводу таким образом, что он кажется исходящим от части небосвода, противоположной той, где находится Солнце.
Слайд 6 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.
Обычно наблюдаемая радуга — это цветная дуга угловым радиусом 42°, видимая на фоне завесы ливневого дождя или полос падения дождя. Центром радуги является точка, диаметрально противоположная Солнцу,— антисолярная точка.
Слайд 7 Радуга, которую мы видим на небосводе, мозаична – она образована мириадами
капель.
Глаз наблюдателя является общей точкой, в которой пересекаются
цветные лучи от множества капель.
Если идти по дороге и смотреть на
радугу, она будет перемещаться вместе
с вами, так как в каждый момент
образуется преломлением солнечных
лучей в новых и новых каплях.
Слайд 8Физика явления
Явление радуги основано на законах преломления и отражения солнечного света
в каплях воды. Ввиду того, что поверхность капли кривая, у разных лучей будут разные углы падения. Они изменяются от 0 до 90°.
Слайд 9 Преломившись на границе воздух-вода, луч входит в каплю и доходит до
противоположной границы. Часть энергии луча, преломившись, выходит из капли, часть, испытав внутреннее отражение, снова идет внутри капли до очередного места отражения и т.д. Луч может испытывать любое число внутренних отражений, а преломлений у каждого луча два – при входе и при выходе из капли.
Ход лучей в капле воды:
а - при одном отражении
б - при двух отражениях
Слайд 10 Свет выходит из капли в широком диапазоне углов, но наибольшая интенсивность
наблюдается под углом, соответствующим радуге. Видимый свет различных длин волн преломляется в капле по-разному, то есть зависит от длины волны света (то есть цвета). Побочная радуга образуется в результате двукратного отражения света внутри каждой капли, цвета в побочной радуге располагаются в обратной последовательности.
Слайд 11Почему радуга круглая?
Более или менее сферическая капля, освещенная параллельным пучком лучей
света, может образовывать радугу только в виде круга.
Слайд 12 В результате прохождения через каплю и преломления в ней цилиндр белых
лучей преобразуется в серию цветных воронок, вставленных одна в другую, с центром в антисолярной точке, с открытыми раструбами, обращенными к наблюдателю. Наружная воронка красная, в нее вставлена оранжевая, желтая, далее идет зеленая и т. д., кончая внутренней фиолетовой.
Слайд 13Размер и форма капель и их влияние на вид радуги
Ширина дуг,
наличие, расположение и яркость отдельных цветовых тонов, положение дополнительных дуг очень сильно зависят от размера капель дождя. При падении в воздухе крупные капли сплющиваются, теряют свою сферичность а, чем сильнее сплющивание капель, тем меньше радиус образуемой ими радуги.
Слайд 14Основные характеристики внешнего вида радуги для капель разных радиусов
Радиус капель 0,5—1
мм. Наружный край основной радуги яркий, темно-красный. Дополнительных дуг много (до пяти), в них чередуются фиолетово-розовые тона с зелеными. Дополнительные дуги непосредственно примыкают к основным радугам.
Радиус капель 0,25 мм. Красный край радуги стал слабее. Остальные цвета видны по-прежнему. Несколько фиолетово-розовых дополнительных дуг сменяются зелеными.
Радиус капель 0,10—0,15 мм. Красного цвета в основной радуге больше нет. Наружный край радуги оранжевый. Дополнительные дуги становятся все более желтыми.
Радиус капель 0,04—0,05 мм. Радуга стала заметно шире и бледнее.
Первая дополнительная дуга отделена от основной радуги довольно широким промежутком.
Радиус капель 0,03 мм. Основная радуга еще более широкая с очень слабо окрашенным чуть желтоватым краем, содержит отдельные белые полосы.
Радиус капель 0,025 мм и менее. Радуга стала совсем белой. Она примерно в два раза шире обычной радуги и имеет вид блестящей белой полосы.
Слайд 15 Таким образом, по виду радуги можно приближенно оценить размеры капель дождя,
образовавших эту радугу. Чем крупнее капли дождя, тем радуга получается уже и ярче, особенно характерным для крупных капель является наличие насыщенного красного цвета в основной радуге. Многочисленные дополнительные дуги также имеют яркие тона и непосредственно, без промежутков, примыкают к основным радугам.
Слайд 16Почему радуга бывает разной?
По теории Декарта — Ньютона радуга должна быть
всегда одинаковой — «застывшей». Эти ученые правильно объяснили положение радуги на небосводе, размер дуг, расположение цветов в основных радугах любого порядка. В частности, по теории ширине дуг радуг всегда было «положено» быть одной и той же. Объяснение всего комплекса радуги, со всеми неразгаданными, ее особенностями, было сделано позже, когда была создана общая теория рассеяния (дифракции) световых лучей в атмосфере. В частности, стало ясно, что дополнительные дуги возникают вследствие интерференции лучей, лежавших но обе стороны от наименее отклоненного луча радуги и в непосредственной близости от него.
Слайд 17Радуга без дождя
Радуги можно увидеть около водопадов, фонтанов, на фоне завесы
капель разбрызгиваемых поливальной машиной или поливальной установкой. Можно самому создать завесу капель из ручного пульверизатора.
Слайд 18Туманная радуга
Туманные радуги появляются при освещении солнечными лучами слабого тумана, состоящего
из капелек радиусом 0,025 мм или менее. Кроме основной радуги в виде блестящей белой дуги наблюдаются иногда окрашенные дополнительные дуги.
Слайд 19Лунные радуги
Для их возникновения необходимы два условия: полная Луна, не закрытая
облаками, и выпадение ливневого дождя. Лунные радуги явление более редкое, чем солнечные, поскольку ливневые дожди обусловлены дневным конвективным движением воздуха.
Слайд 20 Радуги образованные лунными лучами не радужные и выглядят как светлые, совершенно
белые дуги. Отсутствие красного цвета у лунных радуг даже при крупных каплях объясняется низким уровнем освещения ночью, при котором полностью теряется чувствительность глаза к лучам красного цвета. Остальные цветные лучи радуги также теряют в значительной степени свой цветовой тон из-за ахроматичности (неокрашенности) ночного зрения человека.
Слайд 21Источники информации:
Diclib.com
Potomy.ru
Nature.web.ru
Nature.ru
Narod.ru
Физика в природе/ Л. В. Тарасов, М.: Просвещение, 1988