Сборник " А знаете ли вы? Статьи для детей".

Для младшего школьного возраста.

Видели ли вы, какая красивая бывает радуга после дождя? А кто знает, что такое радуга и откуда она берётся?
Люди с древних времён задумывались над таким красивым и очень необычным явлением природы. Приписывали этому красивому диву множество легенд и поверий. У древних Греков считалось, что радуга- это мост между землёй и небом, по которому ходит посланница богов Ирида,и спускается с небес к людям. В древнем Китае радугу считали небесным драконом, союзом неба и земли. В некоторых мифах Африки радуга - это змея, которая охватывает Землю кольцом. В древних славянских легендах радуга считалась небесным мостом, по которому ангелы спускаются на землю набрать воды из рек, наливают эту воду в облака, которые потом дарят земле дождь.
Позднее люди научились по радуге предугадывать погоду. Если радуга высокая и крутая- будет хорошая погода, а низкая радуга- к плохой погоде.
Так откуда же берется радуга?
Обратите внимание, что радугу можно наблюдать только перед дождем или сразу после него. И только в том случае, если одновременно с дождем сквозь тучки пробивается солнышко. Что при этом происходит? Лучи Солнца проходят через капельки дождя. А каждая такая капелька работает как стеклянная призма. Она разлагает(делит на части) белый свет Солнца на его составляющие - лучи красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цвета. Чтобы легче запомнить название цветов радуги по- порядку, нужно знать маленький стишок- подсказку. Каждый Охотник Желает Знать Где Сидят Фазаны. Первая буква слова соответствует первой букве названия цвета в радуге. Повторим эти цвета: Красный, Оранжевый, Желтый, Зелёный, Голубой, Синий, Фиолетовый. Причем капельки по- разному отклоняют свет разных цветов, в результате чего белый свет разлагается в разноцветную полосу, которую называют спектром. (рисунок спектра)
Радуга и есть огромный изогнутый спектр. Обычно, мы видим радугу, изогнутую в виде дуги.
Но почему мы видим радугу именно в форме дуги, а не, например, в форме прямой цветной полосы? А всё потому, что форма радуги повторяет форму капелек воды, в которых преломляется (отражается и делится на части) солнечный свет. А капельки воды имеют округлую форму, а не плоскую. Солнечный свет, проходя через каждую капельку, делиться на семь разных цветов. И так как капелек очень и очень много после дождя, то с земли можно наблюдать такое красивое и завораживающее явление, как радуга. А ещё говорят, что если увидеть радугу и загадать желание, оно обязательно сбудется! Особенно, если это желание идёт от чистого сердца!

Почему появляется радуга? Почему радуга бывает после дождя?

Что такое радуга? Говоря научным языком, радуга — это атмосферное оптическое явление. Появляется радуга при соблюдении нескольких условий:

• повышенная влажность воздуха (например, дождь, сразу после дождя, туман)
• наличие Солнца (или другого источника света)

Также для того, чтобы появилась радуга, необходимо, чтобы источник света был позади наблюдателя. Солнечные лучи, встречая на своем пути капельки воды, преломляются, распадаясь на несколько цветов, образуя разноцветную линию в виде полуокружности. Точно такой же эффект производят не только капли дождя, но и тумана, водопада, различных водоемов (рек, озер).

Кроме того, радуга появляется лишь тогда, когда луч света отражается от капли под углом в 42°.

Ширина, яркость радуги зависит от размера капель. Чем они больше — тем ярче и уже радуга. А вот мелкие капли дают бедный, блеклый окрас, но при этом сама радуга будет гораздо шире.

Почему радуга разноцветная? Сколько цветов в радуге — и какие это цвета?

Чтобы понять, почему радуга разноцветная, нужно знать, что из себя представляет луч света и что с ним происходит при столкновении с каплей жидкости. Луч света — это электромагнитная волна, состоящая из потока элементарных частиц. Поток света представляет собой волны различной длины и при при преломлении (отклонении) солнечного света, он распадается. При этом, более короткие волны, обладающие меньшей энергией, отклоняются меньше остальных, и дают красный цвет. Самые длинные волны, отклоняясь больше остальных, дают на выходе фиолетовый цвет. Таким образом, видимый нами белый луч образует линию из нескольких цветов, воспринимаемых нашим глазом. Эта линия в науке называется оптическим спектром. Цветов, на которые распадается луч света, обычно семь: красный , оранжевый , желтый , зеленый , голубой , синий и фиолетовый . Именно столько цветов в радуге и именно в таком порядке они расположены, когда их наблюдает человек. Чтобы запомнить какие цвета у радуги, можно выучить особую фразу:

Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан

где первая буква каждого слова соответствует первой букве цвета — «Каждый » соответствует «красному «, «Охотник » — «оранжевому » и так далее.

Точно такой же эффект, как во время появления радуги, можно воспроизвести с помощью специального приспособления, изготавливаемого из прозрачного материала (например, стекла) в виде призмы. Луч света направляется на призму, где он распадается на семь базовых цветов — на выходе мы получаем поток разноцветных лучей.

Почему радуга — дуга?

Свойства светового потока таковы, что отражаясь от каплей дождя, тумана и тому подобного, он образует оптический спектр в виде полного круга, но мы, находясь низко, на земле, видим лишь его половину, так как центр этой окружности находится на одном уровне с нами.

Радугу полностью можно увидеть лишь с высоты — с высокой горы или самолета.

Правда ли, что радугу видят только люди?

Нет, неправда. На самом деле все существа, у которых есть зрение, могут видеть радугу. Если у них сходное с нами цветное зрение, то они видят ее во многом также, как и мы. Например, обезьяны, птицы. Но даже и при отсутствии цветного зрения, животные, насекомые и другие живые существа способны видеть радугу.

Сколько радуг можно видеть одновременно?

Порой луч света, пройдя внутрь капли, преломляется два и более раз. Тогда на небе можно видеть две радуги. Бывают при этом еще и третья, и последующие радуги, но наше зрение уже неспособно их различить. Так что иногда во время дождя и других атмосферных событий можно увидеть две радуги вместо одной. При этом между двумя радугами образуется так называемая полоса Александра — участок неба темного оттенка.

Какие еще бывают радуги?

Бывают и другие виды радуг, правда, довольно редкие, такие, например, как:

перевернутая радуга — появляется на высоте 7-8 километров, когда в небе находятся перистые облака, состоящие из ледяных кристалликов. Цвета в такой радуге расположены наоборот — сначала идет фиолетовый, а в конце — красный.

лунная радуга — видна ночью, когда наблюдатель находится между Луной и дождем. Также ее можно наблюдать рядом с водопадами.

огненная радуга — по-научному «горизонтальная дуга»: появляется, когда поток солнечной энергии проходит через перистые облака под углом 58° над линией горизонта. При этом кристаллики льда должны иметь форму шестиугольного листа и быть параллельны земле.

белая радуга — она же туманная радуга: появляется тогда, когда солнце пронизывает своими лучами туман, состоящий из мелких капелек воды.

зимняя радуга — появляется во время сильных морозов, когда воздух наполнен множеством кристалликов льда и при этом ярко сияет солнце.

Почему говорят, что животные уходят на радугу? Мост радуги — рай для животных?

В западной культуре довольно давно распространено представление о Мосте Радуги (или Радужном мосте) — месте в Загробном мире, где однажды встречаются хозяева и их питомцы. Авторство этой легенды приписывают американскому психологу Полу Чарльзу Даму, написавшему в 1981 году стихотворение о Мосте Радуги, а в 1998 году — и книгу с одноименным названием. Также среди других людей, претендующих на авторство, называют Уильям Н. Бриттон, автора книги «Легенды Радужного Моста»; доктора Уоллеса Сайфа, главу Ассоциации Людей Потерявших Питомцев, автора поэмы All Pets Go to Heaven.

В России Мост Радуги стал известен благодаря следующему тексту:

На самом краю небосклона есть место, называемое Мостом Радуги. Когда животное умирает, особенно если оно было очень любимо кем-то в этой жизни, оно попадает на Мост Радуги. Там бескрайние луга и холмы, по которым наши друзья могут бегать и играть все вместе. Там изобилие пищи, воды и солнечного света, и там нашим любимцам тепло и комфортно.

В этом краю все больные и старые животные превращаются в молодых и полных энергии; имевшие травмы и увечья снова становятся здоровыми и сильными. Время для них летит незаметно, если только мы вспоминаем о них в своих мечтах и снах. Животные там счастливы и довольны всем кроме одного - каждый из них ушёл раньше и оставил в этой жизни кого-то очень дорогого ему.

На Мосту Радуги животные бегают и беззаботно играют все вместе, но приходит день, когда кто-то из них неожиданно останавливается и смотрит вдаль. Его глаза загораются огнём, а тело начинает дрожать от нетерпения. Вдруг он покидает своих собратьев, летит над изумрудно-зелёной травой, и ноги несут его все быстрее и быстрее.

Он заметил вас; и когда вы и ваш любимец наконец встретитесь, то крепко-крепко обниметесь, счастливые от того, что соединились и больше никогда не расстанетесь.

Он будет, одурев от счастья, лизать ваше лицо, ваша рука снова будет любовно ласкать его голову, и вы ещё раз взглянете в преданные глаза своего любимца, так надолго покинувшего вашу жизнь, но никогда не покидавшего вашего сердца.

Теперь вы сможете пересечь Мост Радуги вместе…

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

В далекие времена из-за отсутствия знаний люди объясняли чудеса и красоты природы при помощи мифов и сказок. Тогда у людей не было возможности изучать научные обоснования того, почему пошел дождь, град или прогремел гром. Аналогичным образом люди описывали все неизвестное и далекое, возникновение радуги на небе не исключение. В Древней Индии радуга была луком бога-громовержца Индры, в Древней Греции существовала девственная богиня Ирида с радужным одеянием. Чтобы правильно ответить ребенку, как возникает радуга, для начала следует самому разобраться в этом вопросе.

Научное объяснение радуги

Чаще всего явление возникает во время небольшого мелкого дождя или сразу после его окончания. После него, на небе остаются мельчайшие сгустки тумана. Именно когда тучи рассеиваются и выходит солнце, каждый желающий может наблюдать своими глазами радугу. Если она возникает во время дождя, тогда цветная дуга состоит из мельчайших капель воды разного размера. Под воздействием преломления света, множество мелких водных частиц образуют это явление. Если наблюдать за радугой из высоты птичьего полета, то цветным окажется не дуга, а целый круг.

В физике существует такое понятие как «дисперсия света», название ему дал еще Ньютон. Дисперсия света – это явление, в процессе которого происходит разложения света в спектр. Благодаря нему обычный белый поток света разлагается на несколько цветов воспринимаемых человеческим глазом:

• красный;
• оранжевый;
• желтый;
• зеленый;
• голубой;
• синий;
• фиолетовый.

В понимании человеческого зрения, цветов у радуги всегда семь и каждый из них располагается в определенной последовательности. Однако цвета радуги идут непрерывно, они плавно соединяются между собой, а значит, она имеет намного больше оттенков, чем мы способны увидеть.

Условия для возникновения радуги

Чтобы увидеть радугу на улице должны быть соблюдены два главных условия:

• радуга появляется чаще, если солнце находится низко над горизонтом (закат или восход солнца);
• нужно стоять спиной к солнцу и лицом к проходящему дождю.

Разноцветная дуга появляется не только после или во время дождя, а также:

• поливая при помощи шланга огород;
• во время купания в воде;
• в горах у водопада;
• в городском фонтане в парке.

Если лучи света отражаются от капли одновременно несколько раз, человеку удается увидеть двойную радугу. Она заметна намного реже обычной, вторая радуга заметна намного хуже первой и ее цвет идет в зеркальном отражении, т.е. заканчивается фиолетовым цветом.

Как самому сделать радугу

Чтобы самому сделать радугу человеку понадобиться:

• миска с водой;
• белый лист картона;
• маленькое зеркало.

Эксперимент проводится в солнечную погоду. Для этого в обычную миску с водой опускается зеркальце. Миска располагается так, чтобы солнечный свет попадающий на зеркальце отражался на листе картона. Для этого некоторое время придется менять угол наклона предметов. Поймав наклон можно наслаждаться радугой.

Наиболее быстрый способ самостоятельно сделать радугу – использовать старый CD -диск. Меняйте угол наклона диска под прямыми солнечными лучами и получите четкую яркую радугу.

Радугу обычно объясняют простым преломлением и отражением солнечных лучей в каплях дождя. 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. В этом случае лучи света выходят из капли под другими углами, чем те, которые дают основную радугу, и цвета в побочной радуге располагаются в обратной последовательности. Расстояние между каплями, которыми обусловлена радуга, и наблюдателя роли не играет

Обычно радуга - это цветная дуга угловым радиусом 42°, видимая на фоне завесы ливневого дождя или полос падения дождя, часто не достигающих поверхности Земли. Радуга видна в стороне небосвода, противоположной Солнцу, и обязательно при Солнце, не закрытом облаками.

Центром радуги является точка, диаметрально противоположная Солнцу,- антисолярная точка. Внешняя дуга радуги красная, за нею идет оранжевая, желтая, зеленая дуги и т. д., кончая внутренней фиолетовой.

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.

Научное объяснение радуги впервые дал Рене Декарт в 1637 г. Декарт объяснил радугу на основании законов преломления и отражения солнечного света в каплях выпадающего дождя.

Спустя 30 лет Исаак Ньютон, открывший дисперсию белого света при преломлении, дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляются цветные лучи в каплях дождя.

Несмотря на то что теория радуги Декарта - Ньютона создана более 300 лет назад, она правильно объясняет основные особенности радуги: положение главных дуг, их угловые размеры, расположение цветов в радугах различных порядков.

Итак, пусть параллельный пучок солнечных лучей падает на каплю. Ввиду того что поверхность капли кривая, у разных лучей будут разные углы падения. Они изменяются от 0 до 90°. Проследим путь луча, проходящего через каплю. 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. Здесь снова часть энергии луча, преломившись, выходит из капли, а некоторая часть, испытав второе внутреннее отражение, идет через каплю и т. д. В принципе луч может испытывать любое число внутренних отражений, а преломлений у каждого луча два - при входе и при выходе из капли. Параллельный пучок лучей, падающий на каплю, по выходе из капли оказывается сильно расходящимся (рис. 2). Концентрация лучей, а значит, и их интенсивность тем больше, чем ближе они лежат к лучу, испытавшему минимальное отклонение. Только минимально отклоненный луч и самые близкие к нему лучи обладают достаточной интенсивностью, чтобы образовать радугу. Поэтому этот луч и называют лучом радуги.

Каждый белый луч, преломляясь в капле, разлагается в спектр, и из капли выходит пучок расходящихся цветных лучей. Поскольку у красных лучей показатель преломления меньше, чем у других цветных лучей, то они и будут испытывать минимальное отклонение по сравнению с остальными. Минимальные отклонения крайних цветных лучей видимого спектра красных и фиолетовых оказываются следующими: D1k= 137°30\" и D1ф = 139°20\". Остальные цветные лучи займут промежуточные между ними положения.

Солнечные лучи, прошедшие через каплю с одним, внутренним отражением, оказываются исходящими от точек неба, расположенных ближе к антисолярной точке, чем к Солнцу. Поэтому, чтобы увидеть эти лучи, надо встать спиной к Солнцу. Расстояния их от антисолярной точки будут равны соответственно: 180° - 137°30" = 42°30" для красных и 180° - 139°20" = 40°40" для фиолетовых.

Почему радуга круглая? Дело в том, что более или менее сферическая капля, освещенная параллельным пучком лучей солнечного света, может образовать радугу только в виде круга. Поясним это.

Описанный путь в капле с минимальным отклонением по выходе из нее проделывает не только тот луч, за которым мы следили, но также и многие другие лучи, упавшие на каплю под таким же углом. Все эти лучи и образуют радугу, поэтому их называют лучами радуги.

Сколько же лучей радуги в пучке света, падающего на каплю? Их много, по существу, они образуют целый цилиндр. Геометрическое место точек их падения на каплю это целая окружность.

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.

Таким образом, каждая отдельная капля образует целую радугу!

Конечно, радуга от одной капли слабая, и в природе ее невозможно увидеть отдельно, так как капель в завесе дождя много. В лаборатории же удавалось наблюдать не одну, а несколько радуг, образованных преломлением света в одной подвешенной капельке воды или масла при освещении ее лучом лазера.

Радуга, которую мы видим на небосводе, мозаична - она образована мириадами капель. Каждая капля создает серию вложенных одна о другую цветных воронок (или конусов). Но от отдельной капли в радугу попадает только один цветной луч. Глаз наблюдателя является общей точкой, в которой пересекаются цветные лучи от множества капель. Например, все красные лучи, вышедшие из различных капель, но под одним и тем же углом и попавшие в глаз наблюдателю, образуют красную дугу радуги, также и все оранжевые и другие цветные лучи. Поэтому радуга круглая.

Два человека, стоящие рядом, видят каждый свою радугу. Если вы идете по дороге и смотрите на радугу, она перемещается вместе с вами, будучи в каждый момент образована преломлением солнечных лучей в новых и новых каплях. Далее, капли дождя падают. Место упавшей капли занимает другая и успевает послать свои цветные лучи в радугу, за ней следующая и т. д. Пока идет дождь, мы видим радугу.