Исследовательская работа в начальной школе

Введение

Как неожиданно и ярко

На влажной неба синеве

Воздушная воздвиглась арка

В своем минутном торжестве!

Один конец в леса вонзила,

Другим за облака ушла —

Она полнеба обхватила

И в высоте изнемогла.

О, в этом радужном виденье

Какая нега для очей!

Оно дано нам на мгновенье,

Лови его — лови скорей!

Каждый человек хотя бы раз в жизни любовался видом радуги, возникающей после дождя.

Этим летом мы отдыхали у бабушки в деревне. Неожиданно начался очень сильный дождь. Мы очень огорчились, потому что пришлось зайти домой. Но вдруг дождь прекратился, выглянуло солнце. Мы выглянули в окно и увидели на небе радугу. Мы поскорее вышли на улицу, чтобы получше её рассмотреть. Как же было красиво! На душе у нас было радостно и весело. И нам захотелось больше узнать о том, что же такое радуга, и как можно использовать её замечательные цвета в жизни, как они могут влиять на здоровье человека и использовать радугу в своем проекте.

Объектом исследования является природное явление радуга.

Предмет исследования – происхождение радуги.

Цель: определить, какая существует связь между дождем, солнцем и появлением радуги.

Передо мной встала задача - найти ответы на следующие вопросы:

- Как появляется радуга?

- Можно ли увидеть радугу ночью?

- Можно ли получить радугу в домашних условиях?

- Почему радугу так назвали?

Исходя из этого, я выдвинул гипотезы:

Радуга появляется только в солнечный день после дождя.

Ночью радугу в природе увидеть невозможно.

Если заменить солнечные лучи искусственным источником света, тоже можно получить радугу.

Слово «радуга» появилось от слова «радость».

Основные методы, которые я использовал– изучение литературы, эксперимент.

Глава 1

Природное явление – радуга

Всем нам с детства известна поговорка «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», существует также менее популярный вариант «Как однажды Жан звонарь головою сшиб фонарь». По начальным буквам этих поговорок мы запоминаем названия и последовательность цветов такого необычного и красивого явления природы, как радуга.

Для начала я посмотрел в энциклопедии научное токование слова радуга.

1. В Большой советской энциклопедии радуга, оптическое явление в атмосфере, имеющее вид разноцветной дуги на небесном своде. Наблюдается в тех случаях, когда солнечные лучи освещают завесу дождя, расположенную на противоположной Солнцу стороне неба.

2. В Толковый словарь Ожегова

РАДУГА, -и, ж. Разноцветная дуга на небесном своде, образующаяся вследствие преломления солнечных лучей в дождевых каплях. Цвета радуги (цвета солнечного спектра). II прил. радужный, -ая, -ое.

Вряд ли найдется человек, который не любовался бы радугой. Появившись на небосводе, она невольно приковывает внимание.

Отчего же появляется такая красивая, да еще цветная картина в воздухе?

Ответ на этот вопрос я искал в энциклопедиях. Увидеть радугу можно, только если солнце и дождевая завеса расположены на противоположных частях неба, а вы стоите спиной к солнцу. Явление подобное радуге можно наблюдать в брызгах фонтанов, водопадов. Дело в том, что обычный солнечный свет, который мы видим как белый или бесцветный, на самом деле состоит из разных цветов. Это доказал Исаак Ньютон. Когда лучи солнечного света проходят через воздух, мы видим их как белый свет. Но когда на их пути встречается дождевая капля, и солнечный свет проходит через каплю, составляющие его разноцветные лучи изменяют свое направление, отклоняются на неодинаковые углы - расходятся в виде веера. Причем каждый цвет преломляется

по-разному - меньше всего отклоняется от своего первоначального направления красный, а больше всего - фиолетовый. Именно поэтому наружный край дуги обычно красный, а внутренний – фиолетовый. Посередине располагаются остальные цвета - оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий.

Цветные полосы отличаются по яркости, но их последовательность всегда одинакова - у каждого цвета свое строго закрепленное за ним место. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной.

Чтобы убедиться в том, что белый цвет состоит из семи цветов, я провел такой опыт. Круг, раскрашенный в семь цветов радуги, прикрепил к волчку и раскрутил. Я увидел, как разноцветный диск “превратился” в белый. Этот опыт мне пришлось провести два раза. В литературе не было указано, как нужно раскрасить круг. Сначала я нарисовал в круге разноцветные кольца так, как они располагаются в радуге. При вращении волчка белый цвет я не увидел. Тогда я решил раскрасить диск, разделив его на равные сектора. На этот раз опыт удался.

Чтобы увидеть радугу нужно находиться строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождем (оно должно быть перед вами). Если солнце высоко в небе, радугу увидеть невозможно (т.к. солнце, глаза и центр радуги должны находиться на одной прямой). Поэтому радугу можно видеть чаще всего утром или вечером.

Обычно солнечный луч и дождевые капли строят зараз одну радугу, и то не часто. Но бывает, что, всем на радость и удивленье, в небе сразу появляются две радуги. Одна из них поярче, другая побледней! Это бывает в тех редких случаях, когда солнечный луч дважды отражается в каплях воды.

Еще реже на небе сияют сразу целых четыре или пять радуг, — это случается только над большими реками, озерами, заливами, потому что тут происходит сложное отражение солнечных лучей от воды. Природа изобретательна!

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

Глава 2

Какие мифы, легенды и приметы связаны с РАДУГОЙ?

Человечество связало радугу с множеством поверий и легенд. В древнегреческой мифологии, например, радуга – это дорога, по которой ходила посланница между миром богов и миром людей Ирида. У древних славян считалось, что радуга пьет из озер, рек и морей воду, которая затем проливается на землю дождем.

"Когда Землю поразят болезни, воины радуги объединятся во имя спасения планеты...", - так гласит индейская легенда.

В Великобритании народное сознание хранит обрывки понятий о святости и таинственности радуги. Увидеть радугу - хорошая примета, многие при этом загадывают желание. Показывать на нее пальцем очень нехорошо, иначе вас постигнет какое-нибудь несчастье или неудача, самое меньшее, что может от этого произойти, - это то, что снова пойдет дождь. Дети в северных регионах часто "перечеркивают" ее, делая на земле крест из веточек или соломинок с маленькими камешками на концах. Ожидается, что от этого радуга исчезнет, хотя мало кто из детей может сказать, чем она им мешает.

В Ирландии говорят, что если найти место, где радуга утыкается в землю, там обнаружишь горшок с золотом.

В христианстве радуга символизировала прощение, пакт между Богом и человеком, знак того, что с этого момента больше не будет всемирного потопа

А в Библии радуга появляется после всемирного потопа, как символ союза Бога и человечества. Она фигурирует во многих народных приметах, связанных с предсказанием погоды. Например, радуга высокая и крутая предвещает хорошую погоду, а низкая и пологая плохую.

В славянских мифах и легендах радугу считали волшебным небесным мостом, перекинутым с неба на землю, дорогой, по которой ангелы сходят с небес набирать воду из рек. Эту воду они наливают в облака и оттуда она падает живительным дождем. В некоторых местностях верят, что радуга - это сверкающее коромысло, которым небесная царица Громовница (древняя богиня весны и плодородия ) черпает из моря-океана воду и орошает ею поля. Это коромысло хранится на небе, и ночью его можно видеть в созвездии Большой Медведицы.

В Болгарии известно также представление о том, что радуга — это «пояс Господа, который он полощет во время дождя или сушит после дождя». Вместе с тем радугу называют и «поясом самовил». У сербов и хорватов говорят, что Бог с помощью радуги показывает женщинам, как надо ткать и какие цвета употреблять.

В Древней Индии радуга - это лук Индры, бога-громовержца; кроме того, в индуизме и в буддизме “радужное тело” - это высшее йогическое состояние, достижимое в царстве сансары.

В исламе радуга состоит из четырех цветов - красного, желтого, зеленого и синего, соответствующих четырем стихиям.

Вывод: радуга - впечатляющее небесное явление, ее появление вместе с первыми весенними дождями является знамением возрождения природы, прихода лета, благодатного союза земли и неба, а роскошные цвета, которыми сияет радуга, в представлении предков были драгоценным убором, в который облекается небесное божество.

Глава 3

Можно ли увидеть радугу ночью?

Радугу можно увидеть и ночью, но тогда она будет менее яркой, так как лунный свет менее интенсивен, чем солнечный, а при слабой освещенности теряется чувствительность наших глаз, работают только рецепторы сетчатки, воспринимающие серые тона.

Явление это редкое, т.к. ночью радуга появляется только в случае, если луна полная и не закрыта облаками, а дождь ливневый. Подобно тому, как радуга после дождя появляется в результате солнечного освещения, лунные радуги появляются из-за освещения Луной. Поскольку Солнце значительно ярче Луны, то солнечные радуги также более яркие и наблюдаются чаще лунных.

На приведенной фотографии изображена лунная радуга над Соленым озером в Сэйнт-Джоне на Вирджинских островах. Слева видны парусные лодки. Так как лунный свет представляет собой отраженный солнечный, то цвета радуги почти совпадают. Как солнечные, так и лунные радуги возникают в результате преломления света на мельчайших капельках воды.

Но это еще не все чудеса. И самое, по-моему, удивительное— радуга зимой! Очень это странно, необыкновенно. Трещит мороз, на бледно-голубом небе сияет холодное зимнее солнце, а в воздухе парят крохотные кристаллики льда. Луч солнца проходит через эти кристаллики, преломляется, как в призме, и отражается в небе красивой радугой. Такую редкую картину некоторым москвичам посчастливилось увидеть несколько лет назад, в самый разгар зимы. Я им ужасно завидовала! А вы?

Вывод: очень редко в природе можно наблюдать лунную радугу.

Глава 4

Почему радуга имеет форму дуги?

На самом деле привычная для глаза человека дуга является лишь частью разноцветной окружности. Целиком же это природное явление можно лицезреть лишь с борта самолета, да и то лишь при достаточной степени наблюдательности.

Первые исследования формы радуги еще в XVII веке проводил французский философ и математик Рене Декарт. Для этого ученый использовал стеклянный шар, заполненный водой, что давало возможность представить, как отражается солнечный луч в капле дождя, преломляясь и тем самым становясь видимым.

Почему же наш глаз видит радугу именно в форме дуги, а не, например, в форме вертикальной цветной полосы? Здесь вступает в силу закон оптического преломления, при котором луч, проходя через каплю дождя, находящуюся в определенном положении в пространстве, претерпевает 42-кратное преломление и становится видимым человеческому глазу именно в форме окружности.

Вот как раз часть этой окружности мы привыкли наблюдать. Окрашенность радужного кольца обуславливается преломлением солнечных лучей в сферических каплях дождя, отражением их от поверхности капель. Таким образом, цветовой спектр радуги укладывается в известную формулу: “Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан” (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый).

Вывод: радуга имеет форму окружности.

Глава 5

Получение радуги в домашних условиях

Чтобы доказать, что радугу можно получить в домашних условиях, я провел несколько опытов.

Опыт первый

Оборудование: компьютерный диск.

Я взял компьтерный диск. С помощью него я получил изображение радуги на стене. Для этого я “поймал” диском солнечный луч.

Этот опыт легко повторить и с искусственным источником света.

Опыт второй

Оборудование: мыльный раствори полая трубка, или готовый раствор для мыльных пузырей.

Я надул мыльный пузырь. Повернул его так, чтобы на поверхность падали солнечные лучи. Шар “заиграл” всеми цветами радуги.

Опыт получился. Он очень прост в исполнении.

Опыт третий

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

В солнечный день поставил около окна таз с водой и опустил в него зеркало. Зеркало нуждается в подставке, так как угол между ним и поверхностью воды должен составлять 25°. Зеркальцем «поймал» луч света, в результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на стене или на потолке возникла радуга.

Этот опыт можно провести и вечером: тогда источником света выступит настольная лампа. Спектр получится в затемненном помещении. Но при искусственном источнике света радуга получилась не яркой.

Опыт четвертый

Оборудование: тарелка с водой, лак для ногтей, «удочка» для пленки.

Капнул в воду каплю лака. На поверхности воды образовалась тонкая пленка. Ее аккуратно сняли при помощи специального приспособления — «удочки». Пленка лака играет всеми цветами, напоминая крылья стрекозы. Луч белого света, попадая на тонкую пленку, частично отражается от нее, а частично проходит вглубь, отражаясь от ее внутренней поверхности.

Опыт не требует сложного оборудования, в этом его достоинство. Но чтобы увидеть хорошую радугу, нужно, чтобы пленка была довольно большого размера.

Опыт пятый

Оборудование: круглая колба с водой, источник света (диапроектор), экран с отверстием.

Наполненную водой круглую колбу сквозь отверстие в экране освещал параллельным пучком света и наблюдал возникшую на экране цветовую каемку. Главный недостаток этого опыта состоит в том, что он не совсем отражает реальное положение вещей: настоящая радуга получается не от одной капли, а от огромного количества капель. Но при выполнении этого опыта получилась самая яркая полная радуга в виде окружности.

Опыт шестой (Подготовила Белоклокова Ксения с помощью папы Белоклокова Ивана Ивановича)

Оборудование: ровный лист дюралюминия или жести размером примерно 200x200 мм, свеча, вода или глицерин, микроэлектродвигатель, батарейка, ластик, стальная проволока диаметром 0,3 мм и длиной 100 мм.

Используя перечисленные предметы, можно получить устойчивое множество одинаковых капель, пригодное для наблюдения и исследования радуги.

Основная идея опыта заключается в следующем: если прозрачную жидкость распылить на несмачивающуюся ею поверхность, то капельки превращаются в прозрачные шарики. А это как раз то, что нужно для создания радуги.

Металлическую пластинку вымыли с мылом и высушили. Перемещая пластину над пламенем свечи равномерно нанесли на её поверхность слой копоти. На закопченную поверхность жести с помощью распылителя или пульверизатора нанесли капли воды. Для наблюдения радуги пластинку с каплями подставили под прямые лучи света и подобрали необходимый угол между этими лучами и направлением наблюдения. Получили полную радугу.

Этот же опыт повторили с искусственным источником света. Для этого на расстоянии 5-8 см от пластинки с каплями закрепили лампочку от карманного фонаря. При наблюдении сверху заметили слабо освещенный круг с разноцветной границе.

Данный опыт потребовал большой подготовки. Но в результате радуга получилась бледной.

Вывод: радугу можно получить в домашних условиях даже с помощью искусственного источника света.

Заключение

Работая над данной темой, я изучил литературу, провел эксперименты. В результате выдвинутые гипотезы в основном подтвердились. Не подтвердилась гипотеза о ночной радуге. Но благодаря исследованию, я узнали, что радуга бывает и при луне.

Я 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.

Я познакомился со способом получения радуги в «домашних условиях».

Радуга – удивительное природное явление, которое никого не оставляет равнодушным, вызывает радость, восторг, восхищение. Теперь я знаю, как можно улучшить свое настроение. Для этого нужно создать свою “домашнюю” радугу. Это можно сделать в любое время.

И в заключении я хочу показать, что в нашем классе теперь тоже живут наши радуги. Посмотрите внимательно на работы моих одноклассников. И каждый из вас теперь может ответить на вопрос: «А какое чувство у вас вызывает природное явление – радуга?»

А как заключение «К чему снится радуга?

Если во сне вы увидите радугу, сияющую на небе и переливающуюся разными цветами - это очень хороший знак, в скором времени ваша жизнь станет такой же яркой, насыщенной и интересной. У вас будет много положительных впечатлений и эмоций от интересных и необычных событий, которыми будет наполнена ваша жизнь.

Если вы видите во сне, как после дождя на небе появилась радуга, означает, что в вашей жизни появится что-то прекрасное и удивительное.

Радуга, увиденная во сне, символизирует просветление. Может быть вы хотите, чтобы люди увидели вас настоящего? Или вы хотите увидеть мир или какого-то человека в истинном свете?

Увидеть во сне радугу - это всегда знак окончания темного, тяжелого периода и начало радостного, светлого и солнечного. Радуга во сне может символизировать мостик между прошлым и настоящим.

Радуга во сне также является символом награды. Вы получите неплохое вознаграждение за упорный труд.

Радуга - также символизирует ваши мечты. Радуга может быть отражением вашей мечты спокойной жизни в месте, где сбываются самые заветные ваши желания.

Литература

1. Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия, 2005.

2. Дитрих А. К., Юрмин Г. А., Кошурникова Р. В. Почемучка. – 4-е изд., испр. и доп. – М.: Педогогика-Пресс, 1993. – 384 с.

3. Секреты разноцветной радуги. Статья на сайте ww.from-ua.com.

4. Семенов А. В. Этимологический словарь для школьников. – М.: ЮНВЕС, - 2005, - 320 с.

5. Толковый словарь Ожегова: 1949, 22-е издание, 1990; с 1992 - "Толковый словарь русского языка", совместно с Н. Ю. Шведовой

6. Я познаю мир: Дет. энцикл.: Физика / Сост., худож. А. А. Леонович; Под общ. ред. О. Г. Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ-ЛТД». 1998. -480 с.

7. Материалы сайта www.astronet.ru