Почему появляется радуга? Что такое радуга, и всё, что с ней связано Радуга откуда она берется

Кто не видал радуги? Это красивое небесное явление наблюдается при дожде и всегда привлекает наше внимание. Часто думают, что яркая многокрасочная радуга появляется лишь перед окончанием дождя. Это неверно. Нередки случаи, когда радуга появляется и перед началом дождя. Можно наблюдать радугу и независимо от дождя. Посмотрите, например, на брызги воды у фонтана, освещенные солнцем, и вы заметите в них маленькую радугу, подобную небесной. Чтобы увидеть такую радугу, надо встать спиной к солнцу.

В прежние времена, когда люди ещё очень мало знали об окружающем их мире, радугу считали «небесным знамением». Так, древние греки думали, например, что радуга - это улыбка богини Ириды.

Попытки научно объяснить явление радуги жестоко преследовались церковниками. В начале XVII века был отлучён от церкви и приговорён к смертной казни учёный Доминис, который пытался объяснить радугу естественными причинами. Он умер в тюрьме, не дождавшись казни, но труп его был всё-таки предан казни и сожжён!
Правильное научное объяснение радуги было дано после того, как была разгадана природа белого света.

Около трёхсот лет назад чешский учёный Марк Марця открыл, что белый солнечный свет является светом сложным. Марци приготовлял различные граненые стёкла и наблюдал, как через них проходит солнечный свет. Однажды Марци взял для опыта кусок стекла в виде клина - стеклянную призму - и поставил её на пути тонкого луча солнечного света в тёмной комнате. Результат был неожиданный: на стеке комнаты, там, где должен был упасть солнечный луч, прошедший через стеклянную трёхгранную приему, появилась многоцветная радужная полоса. Она была подобна небесной радуге - различные цвета в полоске на стене располагались в том же порядке, что и в небесной радуге, переходя друг в друга: за красным цветом шёл оранжевый, затем желтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый.
Марци понял, что белый свет - это свет сложный; при определённых условиях он разлагается на многие цветные лучи, образуя радужные полосы.

Позднее английский учёный Ньютон объяснил, почему стеклянная призма разлагает белый свет. Оказывается, солнечные лучи, проходя через призму, отклоняются от своего первоначального направления, они, как говорят, преломляются. При этом различные цветные лучи, входящие в состав белого света, преломляются в призме по-разному - одни больше, другие меньше. Меньше всего преломляются красные лучи, сильнее всего - фиолетовые. Благодаря различному преломлению цветные лучи и становятся видимы, когда белый солнечный луч пройдёт через призму.

Призма как бы разделяет цветные лучи друг от друга. В других стёклах, например в обычном оконном, цзетные лучи преломляются одинаково, и мы видим поэтому тот же белый свет.
Многоцветную полосу разложенного белого света называют спектром.

То, что белый свет состоит из разноцветных лучей, доказывается и таким опытом. Картонный круг разделён на семь частей, как показано на рисунке, и части покрашены в основные спектральные цвета. Если такой круг быстро вращать, то разноцветные полоски сливаются в одно беловато-серое пятно. Получается это по той причине, что зрительные впечатления от различно окрашенных частей круга, попадая на сетчатку глаза, накладываются при быстром вращении круга одно на другое, и, таким образом, как-бы смешиваются между собой. Сероватым, а не чисто белым мы видим такой круг потому, что очень трудно покрасить отдельные части круга так, чтобы они в точности соответствовали спектральным цветам природной радуги.

После открытия спектральных цветов стало ясно, что и в небесной радуге мы наблюдаем солнечные лучи, разложенные в спектр.

Но каким же путём это происходит в природе? Что здесь заменяет стеклянную призму?
Оказывается, радуга возникает в тех случаях, когда лучи Солнца преломляются и отражаются в каплях дождя. Вот как это происходит в простейшем виде. Лучи солнечного света падают на каплю воды. Входя в каплю, они изменяют своё направление, преломляются и при этом разлагаются на цветные лучи. Цветные лучи, пройдя через каплю, отражаются от её внутренней противоположной части (в месте 2) и снова проходят через каплю воды. Выходя из капли в месте 5, цветные лучи преломляются ещё раз и попадают в глаз наблюдателя. При этом, как и в стеклянной призме, более всего отклоняются от своего первоначального направления фиолетовые лучи видимого спектра, а менее всего - красные. Такое преломление лучей солнечного света происходит одновременно во множестве капель.

Чтобы увидеть радугу, наблюдателю надо стоять между Солнцем и каплями дождя, в которых происходит преломление солнечных лучей, и спиной к Солнцу. Так как цветные лучи выходят из капли под разными Углами, то ясно, что от каждой капли в глаз наблюдателя может попасть лишь один какой-либо цветной луч. Остальные лучи, идущие из той же капли, наблюдатель не увидит, они пройдут мимо его глаза - выше или ниже.

От самых верхних капель, преломлённые лучи от которых ещё увидит наблюдатель, будут падать в глаза наблюдателя лишь красные лучи - ведь они отклоняются при преломлении меньше всех. От капель, лежащих ниже, в глаз будут попадать уже оранжевые лучи. Капли, лежащие ещё ниже, пошлют в глаза наблюдателя уже жёлтые лучи, и так далее - до фиолетовых включительно. Лучи, отражаемые соседними каплями, сливаются и таким образом наблюдатель видит ряд цветных полос-от верхней красной до фиолетовой нижней.

Но почему же мы видим радугу в виде дуги? И это объясняется довольно просто. Соедините мысленно Солнце со всеми точками, лежащими, скажем, на красной полосе радуги, вы получите конусообразную поверхность, ось которой проходит через глаз наблюдателя (рис. 6). Каждая капля на этой поверхности находится в одинаковом отношении как к Солнцу, так и к наблюдателю. Поэтому от всех этих капель в глаз наблюдателя и попадают одни красные лучи. Сливаясь, они и дают красную дугообразную линию. Такую же линию, но оранжевую, образуют дождевые капли, находящиеся ниже, и так далее.
Так образуется радуга, которая видна до тех пор, пока дождевые капли падают достаточно часто и равномерно.

Яркость радуги зависит от количества капелек воды в воздухе и от их размеров. Установлено, что чем крупнее капли, тем ярче радуга. Вот почему радуга особенно ярка во время кратковременного летнего дождя, когда на землю выпадают частые крупные капли. Замечено также, что в зависимости от величины капелек изменяется и вид радуги - меняется яркость и ширина её отдельных полос. Так, капли диаметром от 0,5 до 1 миллиметра дают радугу с яркими фиолетовой и зелёной полосами и с очень слабой голубой полосой. Когда размеры капелек значительно меньше, в радуге мало заметна красная полоса, а более выделяется жёлтая. Например, капельки диаметром в 0,1 долю миллиметра и несколько меньше дают яркую красивую радугу, несколько более широкую, чем обычно, в которой чистого красного цвета нет совсем. Если в радуге ясно заметна белая полоса, то это означает, что величина капель дождя не превышает 0,03 доли миллиметра.

Вообще, чем меньше величина капелек воды, дающих явление радуги, тем белесоватее оттенки радужных цветов, а также тем шире радужная полоса. Таким образом, по виду радужных полос на небе можно определять величину дождевых капель.
Мельчайшие капельки воды, образующие туман и облака, радуги уже не дают.

Когда Солнце находится на горизонте, мы видим радугу в виде полного полукруга. По мере подъёма Солнца радуга постепенно уменьшается в размерах, опускаясь к горизонту. Когда Солнце поднимается над горизонтом выше 42 градусов, радуга уходит за горизонт (градус - единица измерения дуг окружностей; дуга в один градус - 7збо часть окружности; диск Луны, для примера, равен ‘/г градуса). Поэтому-то летом в полдень радуги и не бывает видно. Во второй половине дня, при заходе Солнца, снова можно увидеть радугу.

Таким образом, с земли нельзя увидеть радугу более чем в половину окружности. Но если подняться над землёй, то можно увидеть и почти полный круг радуги.

Чаще всего мы видим одну радугу. Однако нередки случаи, когда на небе появляются одновременно две радужные полосы, расположенные одна над другой. При этом у другой радуги цвета полос располагаются в обратном порядке - верхняя часть дуги имеет фиолетовую окраску, а нижняя - красную.

Причина этого явления также установлена. Двойная радуга объясняется тем, что солнечные лучи дважды отражаются в каплях, находящихся выше капель, дающих обычную радугу. Таксе двойное отражение света в капле воды изображено на рисунке 8. Сравнивая простое отражение света в капле (см. рис. 5) с двойным его отражением, нетрудно установить, что если при простом отражении в глаз попадает красный луч, то при двойном отражении наблюдатель увидит фиолетовый луч.
Схема образования двойной радуги показана на рисунке

Так как при двойном отражении в капле теряется больше света, яркость второй радуги всегда меньше, она выглядит бледнее.
Наблюдают, правда, довольно редко, и ещё большее число радужных небесных дуг - три, четыре и даже пять одновременно!

Это интересное явление наблюдали, например, ленинградцы 24 сентября 1948 года, когда во второй половине дня среди туч над Невой появилось четыре радуги.
Такое явление происходит благодаря тому, что радуга может возникать не только от прямых солнечных лучей; нередко она появляется и в отражённых лучах Солнца. Это можно видеть на берегу морских заливов, больших рек и озёр. Многократные радуги, наблюдаемые на небе одновременно, и вызываются часто этой причиной. Три-четыре такие радуги - обыкновенные и отражённые - опоясавшие небо, создают подчас очень красивую картину.

Так как отражённые от водной поверхности лучи Солнца идут снизу вверх, то радуга, образующаяся в этих лучах, может выглядеть иногда совершенно необычно: «вверх ногами»
И, наконец, расскажем о лунной радуге. Обычно думают, что радуга бывает только днём. На самом деле радуга бывает и ночью, правда, всегда более слабая, и наблюдается она весьма редко. Увидеть такую радугу можно после ночного дождя, когда из-за туч выглянет Луна. Радуга появляется на небе в стороне, противоположной Луне

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.

Анна Лифанова
Что такое радуга? Конспект познавательного занятия для детей старшего дошкольного возраста

Цель. Развитие аналитико-синтетических способностей ребенка.

Задачи :

познакомить детей со свойством света превращаться в радужный спектр ;

Расширять представления о смешении цветов, составляющих белый цвет.

Материал и оборудование : Презентация с репродукциями картин художников с изображением радуги , литровая миска с водой, бутылочка светлого лака для ногтей.

Ход занятия:

Воспитатель : Послушайте, ребята, стихотворение :

Радуга

Радуга в небе весеннем висела,

Весело с неба на землю смотрела.

Радостно мы улыбались в ответ :

- Радуга – радуга , цвет – пересвет.

Радуга в небе недолго висела,

С неба на землю недолго смотрела :

Растаяла …

Что же на память она всем

Оставила?

Красные маки,

Желтый песок

Зеленый зажегся

На ветке листок.

Жук фиолетовый

Греет бока

Синяя плещет

Река в берега.

Оранжевым солнцем

Согреты леса

А у скворца

Голубые … глаза. В. Степанов

Воспитатель : Ребята, посмотрите на репродукции знаменитых художников. Что вы видите на всех этих картинах?

Дети : радугу

Воспитатель : А кто-нибудь знает, что такое радуга и как она появляется?

Дети отвечают, что она появляется после дождя, когда светит солнышко.

Воспитатель : Радуга – одно из красивейших явлений природы.

А вы, ребята, видели когда-нибудь радугу ?

На что она похожа?

Воспитатель выслушивает ответы детей : На коромысло, на дугу, на мост и др.

Воспитатель : Человек еще с древних времен задумывался над природой происхождения радуги и связывал появление на небе разноцветной дуги с множеством поверий и легенд. Одни считали, что радуга – это небесный мост , с которого на землю спускались боги или ангелы, другие говорили, что это дорога между небом и землёй или с ворота в другой потусторонний мир.

На самом же деле, радуга – это атмосферное явление, которое наблюдается при освещении Солнцем множества водяных капелек во время дождя или тумана, или после дождя. Когда солнечные лучики преломляются в каплях воды во время дождя, на небе появляется разноцветная дуга.

А давайте вспомним, сколько цветов имеет радуга и какие ?

Дети : 7 цветов, перечисляем цвета, вспоминая известный стишок : «Каждый охотник желает знать, где сидит его фазан» .

Воспитатель : Сейчас мы попробуем создать свою радугу

Опыт «Радужная пленка »

Поставить миску с водой на стол, чтобы на нее не падали прямые лучи света. Подержать над миской кисточку из пузырька с лаком, пока капля лака не упадет в воду. Наблюдать за поверхностью воды. Подвигать головой, чтобы посмотреть на воду с разных точек. Что мы увидели?

На разлившемся по воде тонком слое лака видны радужные переливы . Лак образует тонкую пленку на поверхности воды. Когда на поверхность этой пленки падает свет, каждый его луч частично отражается от нее. Другая часть луча достигает нижней поверхности пленки и тоже отражается от нее. Отражения лучей складываются друг с другом, и мы можем видеть переливы радужных тонов .

Физкультминутка :

В небе радуга висит в воздухе "нарисовать" радугу

Детвору веселит. потянуться вверх и помахать кистями рук

С нее, как с горки, опустить руки вниз

Едут Егорка, петух,

Кот, свинья и я. загибать пальцы на руке

Воспитатель : Сейчас мы поиграем с красками. Будем смешивать краски, чтобы нарисовать радугу .

К - красный

О - оранжевый

Ж - желтый

З – зеленый

Г – голубой

С – синий

Ф – фиолетовый

У нас с вами есть только 4 цвета : красный, желтый, синий, белый.

Как же нам нарисовать радугу ?

Дети предлагают свои варианты смешения красок.

Воспитатель : Давайте проверим ваши ответы. Красный у нас есть, оранжевый = красный + желтый, желтый - есть, зеленый = синий + желтый, голубой = синий + белый, синий есть, фиолетовый = синий + красный.

Я предлагаю каждому нарисовать свою радугу , только не перепутать расположение цветов.

И в конце занятия , мы опять поиграем с мыльными пузырями. Выпустив пузыри, внимательно посмотрите на них. У каждого пузыря есть радужная оболочка , которая также включает все цвета.

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.

Вы частенько замечали, что в небе после дождя появляется радуга, это очень красивое явление, но что такое радуга и как она появляется?

Вопрос — почему появляется радуга и что это такое – люди задавали еще в древние времена. Существует много поверий и легенд, связанных с ней, но в эру науки мы можем ответить на этот вопрос.

Радуга – атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое обычно после дождя или перед ним. Оно выглядит как дуга или окружность, составленная из цветов спектра. Глядя снаружи - внутрь дуги: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Эти семь цветов - основные, которые принято выделять, но следует иметь в виду, что на самом деле спектр непрерывен, и цвета эти в радуге переходят друг в друга с плавным изменением через множество промежуточных оттенков.

Радуга возникает в результате преломления солнечных лучей в каплях воды во время дождя или тумана. Она возникает и в отраженных лучах солнца от водной поверхности озер, водопадов и рек.

Луч света состоит из летящих с огромной скоростью частиц – отрезков электромагнитных волн. Короткие и длинные волны различаются по цвету, но в потоке воспринимаются человеческим глазом как белый свет. Луч, натыкаясь на капли воды от дождя или тумана, преломляется и распадается на разные цвета от красного до фиолетового. Так как солнечный свет состоит из спектра цветов, то мы различаем в радуге семь цветов — красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый, но из-за непрерывного спектра цвета плавно переходят друг в друга через множество оттенков. Радугу видно только тогда, когда лучи света падают на капли под углом 42°. При этом источник света должен быть расположен за спиной наблюдателя.

Радуга может различаться и по ширине, и по яркости цвета, это зависит от размера капель, через которые преломляется свет. Если частицы воды крупные - сияющая дуга будет яркой и узкой. Если же капли мелкие, то радуга окажется широкой, но с блёклыми оранжевыми и жёлтыми краями.

Иногда бывает на небе сразу две радуги. Это происходит, если световой луч отражается от дождевых капель дважды. Радуг может быть три и даже больше, но человеческий глаз больше двух уже не различает. При таких явлениях иногда появляется и другое оптическое явление – полоса Александра – темный участок неба между радугами.

Радуга - это замкнутый круг, нижняя часть которого скрыта под линией горизонта. Увидеть полное радужное кольцо возможно из окна самолета.