Каким физическим явлением объясняется тот факт что магнитная стрелка компаса ориентируется вблизи

Постоянный Магнит случайно уронили на пол из за чего он раскололся на две части

В каком положении установится магнитная стрелка помещенная между этими осколками? В каком положении установится магнитная стрелка, помещённая между этими осколками? Ответ кратко поясните. Решение. Магнитная стрелка повернётся на 90° по часовой стрелке и установится так, что её южный полюс будет расположен ближе к малому осколку.

• Постоянный Магнит был случайно уронен и раскололся на две части
• Магнитная стрелка, помещенная между осколками, установится так, что ее южный полюс будет ближе к малому осколку
• Погода формируется за счет различных факторов, одним из индикаторов является влажность воздуха
• Магнитная стрелка показывает на север благодаря намагниченному концу, который реагирует на силовые линии магнитного поля Земли
• Магнитная линия изображает направление и величину магнитного поля в пространстве
• Психрометр используется для измерения температуры и относительной влажности воздуха
• Микроклимат в производственных помещениях зависит от климатического пояса, технологического процесса, числа работающих людей и других факторов
• Компас не будет работать на Северном или Южном полюсе Земли, где направление магнитного поля вертикально
• Магнитная стрелка в каждой точке поверхности Земли принимает определенное направление, один конец указывает на геофизический север, а другой на юг.

Как известно погода формируется за счет различных факторов одним из индикаторов

Как известно, погода формируется за счёт различных факторов. Одним из индикаторов количества выпадающих осадков является влажность воздуха.

Почему магнитная стрелка показывает на север

Один из концов стрелки компаса намагничен. Намагниченная сторона показывает Вам всегда на Север (английское обозначение “north — N — указано на компасе). Стрелка магнита может вращаться и располагается в зависимости от силовых линий магнитного поля Земли, реагируя своим намагниченным концом.

Что изображает магнитная линия

По картине магнитных линий можно судить не только о направлении, но и о величине магнитного поля (т. е. о том, в каких точках пространства поле действует на магнитную стрелку с большей силой, а в каких — с меньшей).

Для чего нужен психрометр

Психрометр (от греческого — «холодный» и «мерить») — это специализированный прибор, который предназначается для измерения температуры воздуха и его влажности. Особенно часто применяется в метеорологических измерениях на метеостанциях.

Какую влажность измеряет психрометр

Психрометром является прибор, который используется для определения температуры и влажности воздуха. В основном они используются для определения уровня относительной влажности.

Чем определяется микроклимат от чего зависит

Условия микроклимата в производственных помещениях зависят от ряда факторов: климатического пояса и сезона года; характера технологического процесса и вида используемого оборудования; условий воздухообмена; размеров помещения; числа работающих людей и т.

Где компас не будет работать

Принцип работы компаса основан на действии магнитных полей по отношению к магнитной стрелки компаса. Так как магнитная стрелка компаса параллельна направлению магнитного поля Земли, то компас не будет работать, если Вы будете находиться на Северном или Южном полюсе Земли.

Как будет вести себя магнитная стрелка

Магнитная стрелка в каждой точке поверхности Земли (при отсутствии помех) принимает строго определенное направление: одним концом она приблизительно указывает в направлении геофизического севера, а другим — на юг.

Почему северный конец магнитной стрелки

Магнитные полюса Земли расположены с точность до наоборот по отношению к географическим (находятся близко, но не совпадают). На Севере находится южный магнитный полюс, на Юге северный. Поэтому северный конец стрелки компаса указывает на южный магнитный полюс.

Почему постоянные магниты создают магнитное поле

Ответ на этот вопрос дал французский ученый Андре-Мари Ампер. Он высказал идею о том, что магнитное поле постоянных магнитов объясняется элементарными, простейшими токами, протекающими внутри постоянных магнитов. Эти простейшие элементарные токи определенным образом усиливают друг друга и создают магнитное поле.

Откуда Куда идут магнитные линии

Силовые линии магнитного поля замкнуты. Они выходят из северного полюса и входят в южный. Таким образом, направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением северного конца магнитной стрелки.

Куда идут магнитные линии

Магнитное поле прямого провода с током

Для определения направления линий магнитного поля прямого тока существуют два альтернативных правила. Правило часовой стрелки. Линии поля идут против часовой стрелки, если смотреть так, чтобы ток тёк на нас.

Каким физическим явлением объясняется тот факт что магнитная стрелка

Магнитная стрелка компаса ориентируется вблизи электромагнита — это явление взаимодействия постоянного магнита и проводника с током (Б —4). Ответ: 14.

Как электромагнит действует на магнитную стрелку

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ На магнитную стрелку, помещенную у проводника с током, действуют силы, в результате чего стрелка устанавливается в определенном направлении. Силы, которые вызывают поворот магнитной стрелки, называют магнитными.

Как будет располагаться магнитная стрелка в поле постоянного магнита

Магнитные стрелки будут располагаться вдоль линии магнитного поля. Принято считать, что магнитные линии направлены вне постоянного магнита от северного полюса к южному, а внутри магнита от южного полюса к северному.

Как называется линия характеризующая фактическое изменение температуры воздуха с высотой

Вертикальный градиент температуры — изменение температуры в атмосфере на единицу высоты.

Как определить температуру воздуха по Психрометру

Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар правого термометра обернут тканью. Левый термометр (сухой) служит для измерения температуры воздуха. Отсчет по правому (смоченному) термометру в соединении с отсчетами по сухому термометру служат для вычисления абсолютной и относительной влажности воздуха.

Для чего нужен компас с зеркалом

Когда крышка находится в открытом положении, зеркало отражает компас. Основное преимущество зеркального компаса — возможность визировать направление или объект, не теряя из виду компасную капсулу. Чтобы добиться этого, зеркало нужно откинуть примерно на 45 градусов.

Откуда компас знает где север

Земля имеет два магнитных полюса — северный и южный. Стрелка компаса тоже является небольшим магнитом и направления магнитных полей стрелки всегда совпадает с направлениями магнитных полей земли. Поэтому в любом месте Земли стрелка будет показывать одно направление — на Север.

Куда всегда показывает компас

Чаще всего тот конец стрелки компаса, который притягивается к северному магнитному полюсу Земли, окрашен в синий цвет, а тот, что к южному, — в красный цвет. Однако бывают компасы, в которых стрелки окрашены в черный и белый цвет.

Где находится магнитная

Магнитная (устаревшее название Атач, башк. Әтәс) — гора на восточном склоне Южного Урала на левом (азиатском) берегу реки Урал. Административно находится в городе Магнитогорске Челябинской области.

Можно ли увидеть магнитные линии

Глазами человека магнитное поле нельзя увидеть, но некоторые организмы научились его воспринимать и использовать его силовые линии для пространственной ориентации. Существует несколько гипотез физической основы «магнитного чувства».

На чем основана магнитная защита

На преломлении магнитных линий основана магнитная защита При внесении замкнутой оболочки (железной) во внешнее магнитное поле линии этого поля будут концентрироваться в самой оболочке.

Что такое магнитная линия

Воображаемые линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются магнитные стрелки, называются магнитными линиями. В любой точке поля магнитная стрелка располагается по касательной к его магнитным линиям.

Куда будет направлен южный конец магнитной стрелки если ее поместить в магнитное поле созданное полюсами постоянного

Ответ: южный конец будет направлен на северный полюс магнита.

Для чего нужна магнитная линия

Понятие магнитной линией магнитного поля позволяет наглядно изображать магнитные поля графически, как вокруг постоянных магнитов, так и вокруг проводников с током.

Как формируется погода

Общая циркуляция атмосферы, теплый и холодный фронт, атмосферные осадки, воздушные течения над поверхностью Земли формируют погоду. С учетом географического расположения местности атмосферные явления являются одним из фактором, формирующим климат в разных участках Земли.

Как используя психрометр можно

Психрометр — прибор с двумя термометрами, причем один из них во влажной ткани. Для определения относительной влажности воздуха нужно записать показания обоих термометров, и по специальной психометрической таблице по разнице температур найти относительную влажность воздуха.

Как работает компас простыми словами

Магнитная стрелка снимается с фиксатора, который держит ее неподвижно. Через несколько секунд стрелка прекращает вращаться и начинает указывать на Север. Если на шкале сразу 2 стрелки, то на Север показывает та, которая имеет синий цвет (обычно она короткая или в виде стрелы).

Почему крутится стрелка компаса

Если стрелка компаса крутится и не останавливается, значит, при измерениях Вы стояли в месте, где есть какой-то предмет, который создает неустойчивое магнитное поле.

Чем порождается магнитное поле в магните

Магнитное поле создаётся (порождается) током заряженных частиц, или изменяющимся во времени электрическим полем, или собственными магнитными моментами частиц (последние для единообразия картины могут быть формальным образом сведены к электрическим токам).

Как направлены линии поля постоянного магнита

Полагают, что линии индукции магнитного поля, созданного постоянным магнитом, направлены внутри магнита от его южного полюса S к северному полюсу N (рис. 196). Магнитное поле соленоида с током подобно полю полосового магнита.

Как устанавливается магнитная стрелка в магнитном поле

Магнитная стрелка устанавливается вдоль магнитных линий магнитного поля Земли. Это наилучший ответ из предложенных вариантов. Примечание. Строго вдоль магнитных линий Земли может устанавливаться только магнитная стрелка, которая свободно поворачивается вокруг вертикальной и вокруг горизонтальной оси (карданный подвес).

Куда направлены магнитные стрелки

Для изображения магнитного поля используют линии магнитного поля. За положительное направление линий магнитного поля принято направление, вдоль которого ориентируется магнитная стрелка — от южного полюса к северному.

Куда указывает магнитная стрелка северным концом

Магнитная стрелка в каждой точке поверхности Земли (при отсутствии помех) принимает строго определенное направление: одним концом она приблизительно указывает в направлении геофизического севера, а другим — на юг.

Как ориентируется магнитная стрелка компаса

Магнитный компас представляет из себя свободно вращающуюся магнитную стрелку на основании. Принцип действия основан на магнитном поле земли. Независимо от положения корпуса компаса, стрелка всегда ориентируется вдоль линий магнитного поля, одной стороной указывая на северный магнитный полюс, второй на южный.

Оставить отзыв (1)

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.

Ф. И. Тютчев

Однажды, поливая цветы из шланга, я обратил внимание, что рядом со струёй воды просвечивает радуга. Я сильно удивился, что сам могу создать радугу! Мне стало интересно, откуда она появляется, и решил узнать побольше по этой теме. Радуга — это удивительное явление, которое скрывает много тайн. Ещё с давних времён учёные изучают это красивое и загадочное явление. Сегодня я расскажу о радуге, и вы обязательно что-нибудь узнаете.

1. Изучить, что такое радуга

2. Изучить историю ее исследования, и узнать, кто смог научно объяснить это явление.

3. Презентовать проект своим одноклассникам.

1. Выяснить, что из себя представляет радуга.

2. Узнать откуда появляется радуга.

3. Изучить историю исследования, и узнать, кто смог научно объяснить такое явление, как радуга.

4. Рассмотреть, как знания о радуге применяются в науке.

5. Рассмотреть виды радуги и при каких условиях они образуются.

6. Узнать, какие бывают явления похожие на радугу.

7. Провести собственные эксперименты.

8. Народные приметы.

1. 
   Что это такое
   
   
   — радуга?
   

Радуга — атмосферное, оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении ярким источником света (в природе Солнцем или Луной) множества водяных капель (дождя или тумана). Радуга выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра видимого излучения (от внешнего края: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый). Это те семь цветов, которые принято выделять в радуге в русской культуре (возможно, вслед за Ньютоном).

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, в антисолнечной точке, при этом Солнце всегда находится за спиной наблюдателя. Угловой радиус окружности — 42 градуса. Для наблюдателя на земле радуга обычно выглядит как дуга окружности, чем ниже Солнце над горизонтом, тем ближе дуга к половине окружности, а высота верхушки радуги над землёй — к 42 градусам.

Чем выше точка наблюдения, тем дуга полнее (с самолёта можно увидеть и полную окружность). Когда Солнце поднимается выше 42 градусов над горизонтом, окружность возможного появления радуги оказывается ниже уровня земли, и наблюдатель, находящийся на её поверхности, увидеть радугу не может. Приблизиться к радуге, как и к горизонту, нельзя.

2. 
   История изучения радуги
   

Такое удивительное явление природы будоражило умы многих ученых. Давайте рассмотрим, кто занимался ее изучением.

Персидский астроном Кутбу-д-Дин аш-Ширази (1236—1311), а возможно, его ученик Камал ад-Дин аль-Фариси (1260—1320), видимо, был первым, кто дал достаточно точное объяснение феномена. Примерно одновременно аналогичное объяснение радуги предложил и немецкий учёный Дитер Фрейбургский.

Общая физическая картина радуги была описана в 1611 году Марком Антонием де Доминисом в книге «О радуге зрения и света». На основании опытных наблюдений он пришёл к заключению, что радуга получается в результате отражения от внутренней поверхности капли дождя и двукратного преломления — при входе в каплю и при выходе из неё.

Рене Декарт дал более полное объяснение радуги в 1637 году в своём труде «Рассуждение о методе» в части «Метеоры» в главе «О радуге». Рассмотрев путь 10 тысяч лучей в капле, Декарт установил, что лучи от 8500-го до 8600-го выходят под одним и тем же углом 41,5 градуса к первоначальному их направлению и, следовательно, этот угол — преобладающий для лучей. Он также установил, что вторичная радуга возникает в результате двух преломлений и двух отражений, а лучи в этом случае выходят из капли в основном под углом 51–52 градуса к первоначальному направлению.

Исаак Ньютон в своём трактате «Оптика» дополнил теорию Декарта и де Доминиса тем, что разъяснил причины возникновения цветов радуги и объяснил противоположный порядок расположения цветов в радугах первого и второго порядков. В радуге при этом И. Ньютон выделял семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий, индиго и фиолетовый.

Конечно, о законах оптики, а тем более о природе и свойствах света тогда знали крайне мало. Это не значит, что их не пытались открыть и постигнуть. С самых давних времен ученые интересовались законами оптики. Некоторые факты были известны ученым древней Греции. Евклид знал о законе отражения света, Аристотель изучал явление преломления света, а знаменитый астроном древности Птолемей даже измерял углы падения и преломления света. Греки применяли вогнутые зажигательные зеркала. Изучали оптику и арабские ученые: примерно девятьсот лет назад появилось целое научное исследование по оптике Ибн-аль Хайтама; оно в течение почти четырехсот лет являлось самым полным и лучшим.

Законами света занимались и многие европейские ученые средневековья. Они исследовали действие линз, пытались объяснить явление радуги; им уже были известны опыты по преломлению лучей с помощью призм, изготовленных из шлифованного стекла.

Но, тем не менее, до подлинной науки в современном ее понимании еще было далеко. Ньютон проводил опыт с солнечным светом не ради простого удовольствия. Главной его целью было выяснить, почему призма, поставленная на пути солнечных лучей, преобразует белый солнечный свет в спектр — цветовой ряд, полосу, в которой все цвета следуют один за другим в неизменном, всегда повторяющемся порядке.

Ему пришлось проделать огромную работу. И если учесть, что она проводилась почти триста лет назад с помощью всего лишь нескольких призм, линз и самых незамысловатых приспособлений, то кажутся совершенно поразительными выдумка и мастерство Ньютона-экспериментатора.

На основе проведенных опытов Ньютон открыл неизвестные ранее законы, которым подчиняется свет, и первым попытался научно объяснить его природу.

Встречая на своем пути две среды, отличающиеся друг от друга оптическими свойствами (например, воздух и стекло или воздух и воду), лучи света изменяют свое направление при переходе из одной в другую — преломляются. Это преломление тем больше, чем сильнее отличаются по своим свойствам среды, через которые проходит свет. Мы часто встречаемся с этим явлением в повседневной жизни. Достаточно лишь напомнить о ложке, опущенной в стакан с водой. Кажется, что она имеет резкий излом как раз на границе воды и воздуха.

О преломлении света было известно и до Ньютона. Но никто не знал, как преломляются лучи разного цвета.

3. О
   
   ткуда появляется радуга?
   

Итак, опираясь на труды ученых, теперь мы точно знаем, откуда появляется радуга.

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. В результате белый свет разлагается в спектр. Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).

Радуга представляет собой каустику, возникающую при преломлении и отражении (внутри капли) плоскопараллельного пучка света на сферической капле. Как показано на рисунке (для пучка монохроматического света), отражённый свет имеет максимальную интенсивность для определённого угла между источником, каплей и наблюдателем (и этот максимум весьма «острый», то есть бо́льшая часть света выходит из капли, развернувшись практически точно на один и тот же угол).

Разноцветная дуга появляется оттого, что луч света преломляется в каплях воды, а затем, возвращаясь к наблюдателю под разными углами, расщепляется на составные части от красного до фиолетового цвета. «Яркие» лучи от разных капель образуют конус с вершиной в зрачке наблюдателя и осью, проходящей через наблюдателя и Солнце.

Яркость оттенков и ширина радуги зависят от размера капель дождя. Чем крупнее капли, тем уже и ярче радуга, тем в ней больше красного насыщенного цвета. Если идёт мелкий дождик, то радуга получается широкая, но с блёклыми оранжевыми и жёлтыми краями.

Радуга появляется, только когда выглянуло из-за туч солнце и только в стороне, противоположной солнцу.

Радуга возникает, когда солнце освещает завесу дождя. Находиться надо строго между солнцем (оно должно быть сзади) и дождём (он должен быть перед человеком). Иначе радугу не увидеть!

Солнце, наши глаза и центр радуги должны находиться примерно на одной линии. Если солнце высоко в небе, то такую прямую линию провести невозможно. Вот почему радугу можно наблюдать только рано утром или ближе к вечеру. Оказывается, такое чудо тоже бывает и зимой. Зимой в воздухе «плавают» кристаллики льда. Они тоже могут разделить белый цвет на семь цветов радуги.

Мы чаще всего видим радугу в форме дуги, но дуга — это лишь часть радуги. Радуга имеет форму окружности, но мы наблюдаем лишь половину дуги. Целиком радугу можно увидеть лишь на большой высоте, с борта самолёта или с высокой горы.

4. 
   Виды радуг и
   
   
   явления, похожие на радугу
   

В природе чаще всего наблюдается простая радуга-дуга, но известно много других оптических феноменов, которые возникают по похожим причинам или похоже выглядят. Среди них, например, туманная (белая) радуга, она серого цвета, ведь она состоит из маленьких капель тумана.

Огненная радуга


— один из видов гало (гало — это оптическое явление похожее на радугу), возникающая на перистых облаках. Этот редкий погодный феномен формируется, когда свет, проходя через перистые облака, преломляется через плоские кристаллы льда. Лучи входят через вертикальную боковую стенку шестиугольного кристалла, выходя из нижней горизонтальной стороны.

Похож на радугу и слабый паргелий — гало в 22° слева и справа от солнца.

Ночью можно увидеть лунную радугу. Она цветная так же, как и обычная, но человеческий глаз не воспринимает её в разных цветах. Но она так же красива, как и самая обычная.

Когда радуга появляется над поверхностью воды (или над другой отражающей поверхностью, например, мокрым песком), может возникнуть так называемая

отражённая радуга

. Она появляется, когда солнечный свет отражается от поверхности воды до того, как попадает на дождевые капли, где происходит преломление. Необходимо, чтобы водная поверхность была достаточно большой, спокойной и близкой к стене дождя. Из-за большого количества условий отражённая радуга — редкое явление.

Отражённая радуга пересекает основную на уровне горизонта, далее проходит над ней. Так как солнечный свет предварительно отражается от воды, яркость отражённой радуги ниже основной. Двойная радуга в

ландшафте

, картина Питера Рубенса.

Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, во многих странах в нём выделяют 7 или 6 (например, в англоязычных странах) цветов. Считают, что первым выбрал число 7 И. Ньютон.

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. 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.

5. 
   Как знания о
   
   
   радуге применяются в
   
   
   науке
   

По сути, само явление радуги образуется путем преломления солнечного света на капле воды и в современной физике называется дисперсией. Дисперсия — процесс, в котором белый свет разбивается на полный спектр длин волн. Это явление дисперсии возникает для любого типа волны. Радуга связана с семью цветами.

Изучая это природное явление, ученые смогли свои знания применить в разных областях науки. К сожалению, в силу моего возраста, я еще не способен понять сложные графики, с которыми столкнулся, изучая это явление.

Однако некоторые выводы я сделал:

1. Изучая радугу, ученые средневековья смогли сформулировать основные принципы оптики. В свою очередь эти знания помогли миру обрести очки, микроскопы и телескопы. Без этих предметов такие науки, как биология, медицина, астрономия не смогли бы развиваться в принципе.

2. Знания о радуге применяются в математической физике, в частности в квантовой механике

3. Рассеяние частиц формально ничем не отличается от рассеяния световых лучей, поэтому радужное рассеяние возможно не только в оптике, но и в механике.

4. Волновые свойства, присущие частицам в квантовой механике, имеют сходство с оптикой.
5. Роджеру Бэкону (1214–1292гг) благодаря явлению радуги пришли идеи экспериментального метода познания науки, которые стали основой для научных изысканий следующих поколений ученых. Он утверждал, что не стоит полагаться на интуицию или умозаключения авторитетов без реальных на то оснований. Любое явление должно проверяться на опыте, наблюдениях, сравнениях.

В качестве объекта экспериментального познания ученый выбрал именно радугу. Сначала Бэкон собрал все явления, схожие с радугой. В это множество попали: преломление солнечного света в кристаллах, в капельках росы на листьях, в водяных брызгах от вращающегося мельничного колеса, от вёсел. Затем он исследовал само явление радуги, обратив внимание на то, что она всегда появляется в облаках или тумане. Объединив наблюдение, астрономическую теорию и измерения с помощью астролябии, он установил, что радуга возникает в противоположной стороне от Солнца, что в центре радуги глаз наблюдателя и Солнце располагаются всегда на прямой линии и что имеется явная связь между высотой радуги и высотой Солнца над горизонтом.

Бэкон показал, что лучи, возвращающиеся от радуги в глаз, образуют угол в 42 градуса с лучами, исходящими от Солнца в сторону радуги. Чтобы объяснить все эти факты, он принял точку зрения Аристотеля, изложенную последним в Метеорологии, что радуга — это основание конуса, вершину которого образует Солнце, и осью, исходящей от него через глаз наблюдателя к центру радуги.

В зависимости от высоты Солнца меняется основание конуса, т. е. размер радуги. Это объясняет различие размеров радуги в разное время года. Кроме того, из теории Бэкона следует, что размеры и цвета радуги различны для разных наблюдателей. Радуга движется вместе с наблюдателем относительно неподвижных деревьев, домов и т. п. Поэтому для тысячи наблюдателей, расположенных в один ряд, доказывает Бэкон, на самом деле существует тысяча различных радуг.

6. 
   Мои эксперименты
   

Как получить радугу в домашних условиях.

1. Опыт «Радужная пленка»

Нам пригодится тарелка с водой и прозрачный лак для ногтей. Капнем капельку лака в миску с водой, понаблюдаем, как на поверхности образуется пленка. А теперь поднесем ее к источнику света. Когда на водную гладь с пленкой попадает луч света, вы увидите радугу.

2. Опыт «Радужный диск»

Очень простой опыт. Берем CD или DVD диск, направляем на него свет и наслаждаемся увиденным. Прямо на поверхности диска и отразится весь спектр радуги.

3. Опыт с мыльными пузырями

Нам понадобится баночка с мыльными пузырями и свет. К примеру, это можно сделать у окна в солнечную погоду или у яркой лампы. Начинаем выпускать мыльные пузыри и смотреть на них. Увидим, что они переливаются всеми цветами радуги.

7. 
   Народные приметы
   

Издавна, наблюдая интересное красивое природное явление, народ подмечал ряд признаков, относящихся к природе, отсюда родились народные приметы, которые передавались, как знание об этом мире из поколения в поколения. Так и о радуге есть такие знания:

— радуга на небе — к перемене погоды;

— высокая и крутая радуга — к ветру, а пологая и низкая — к дождю;

— вечерняя радуга предвещает хорошую, а утренняя — дождливую погоду;

— радуга после дождя, быстро исчезающая, — к хорошей погоде;

— радуга держится долго — к ненастью;

— когда возникает 2 или 3 ярких радуги, бывает продолжительный дождь.

Такие приметы помогали людям прогнозировать погоду и использовать эти знания в сельском хозяйстве.

Заключен


ие

Природа многогранна, многие явления кажутся непостижимыми. Так, в том числе, думали о таком явление как радуга. Однако научная мысль со времён Ньютона сильно продвинулась вперёд, и теперь каждый школьник знает, что радуга состоит из сочетания воды и света.

Я считаю, что смог ответить на свои вопросы и достичь своих целей по этой теме. Я изучил, что представляет из себя радуга, узнал историю изучения этого явления, подробно рассказал одноклассникам простыми словами такое сложное явление.

В работе также отражены народные представления и суеверия о радуге. Можно использовать информацию на уроках окружающего мира, на внеурочных занятиях, для собственных экспериментов.

В дальнейшем я планирую углубиться в тему природных атмосферных явлений (миражи, северное сияние, перламутровые облака и т. д.), а тема радуги является первой ступенькой к познанию.

1. Сыщенко Владислав, докт. физ-мат. наук, Белгородский государственный национальный исследовательский университет. «Троицкий вариант» № 3(97), 14 февраля 2012 года

2. Штейнгауз Александр Израилевич Девять цветов радуг, 1963г

3. Я познаю мир: Дет. Энцикл./М.: ООО «Издательство АСТ»,2002г
4. http://vse-sekrety.ru
5. https://ru.wikipedia.org
6. https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431604/7_faktov_o_raduge

Если вы когда-то смотрели безумно увлекательные лекции по физике, то имя Уолтер Левин вам скажет о многом. Если нет — немного вам завидуем: вас ожидает путешествие в страну науки. Газета New York Times назвала профессора Уолтера Левина веб-звездой. Ежедневно профессор влюбляет в физику тысячи людей, а в числе его поклонников сам Билл Гейтс. Сегодня в рубрике «Интеллектуальный час» — долгожданная книга Уолтера Левина «Мир глазами физика».

Профессор считает то, что большинство современных учителей физики игнорируют такое потрясающее явление, как радуга, на своих уроках, преступлением перед учениками. «Как много маленьких чудес повседневной жизни (красивых и впечатляющих) проходят мимо нас незамеченными просто потому, что никто не научил нас их видеть. Я люблю читать лекции о радугах и неизменно перед ними говорю студентам: „К концу этой лекции ваша жизнь уже никогда не будет прежней“. Это относится и к вам», — пишет Уолтер. Готовы? Тогда в путь.

Красивейшее из чудес

Мои бывшие студенты и люди, смотревшие мои лекции в интернете, вот уже много десятилетий присылают мне по обычной и электронной почте прекрасные изображения радуг и других атмосферных явлений.

Я иногда чувствую себя так, будто создал сеть разведчиков радуг, действующую ныне по всему миру.

Надо сказать, некоторые из полученных мной снимков совершенно потрясающие — особенно с Ниагарского водопада, где столько брызг, что радуги получаются невероятно впечатляющими.

Я уверен, что вы за свою жизнь видели по крайней мере десятки, если не сотни, радуг. Большинство из нас смотрели на радуги, но очень немногие их видели. В древней мифологии их называли божьими дугами, мостами, соединявшими дома смертных и богов.

Что скрывается за радугой

Отчасти очарование радуг объясняется тем, как широко, величественно и эфемерно они раскидываются через все небо. Но, как это часто бывает в физике, в основе столь масштабного величия лежат непостижимо огромные количества чего-то исключительно малого: крошечных сферических капелек воды, иногда менее одного миллиметра в диаметре, плавающих в небе.

Хотя ученые пытались объяснить происхождение радуг как минимум на протяжении тысячи лет, первое по-настоящему убедительное объяснение предложил Исаак Ньютон в опубликованном в 1704 году труде «Оптика». Ньютон понял сразу несколько моментов, каждый из которых играет важную роль в создании радуг.

Во-первых, он продемонстрировал, что обычный белый свет состоит из всех цветов (я собирался сказать «всех цветов радуги», но не хочу забегать вперед). Преломляя (изгибая) свет через стеклянную призму, ученый разделил его на составные цвета.

Он также определил, что преломлять свет могут разные материалы, в том числе вода. Ньютон пришел к совершенно правильному заключению, что радуга в небе — это результат успешного сотрудничества между солнцем, несметным числом дождевых капель и нашими глазами, которые должны смотреть на эти капли строго под прямым углом.

Чтобы понять, как получается радуга, следует разобраться, что происходит, когда свет проникает в дождевую каплю. Но помните, что все, что я буду говорить об одной капле, на самом деле относится к бесчисленному числу капель, из которых состоит любая радуга.

Как преломляется свет

Когда луч света проникает в каплю дождя и преломляется,он раскладывается на составляющие его цвета. Красный свет преломляется, или изгибается, меньше всех, а фиолетовый — сильнее всех.

Все эти разноцветные лучи продолжают свой путь к тыльной части дождевой капли. Одни проникают в нее и выходят, а другие отскакивают назад, или отражаются, под некоторым углом на переднюю часть капли. По сути, часть света отражается более одного раза, но для нас этот факт пока неважен; он станет важным чуть позже. На данный же момент нас интересует свет, который отражается только единожды. Когда он выходит из передней части капли, некоторая его часть снова преломляется, далее отделяя друг от друга цветные лучи разного цвета.

После того как лучи солнечного света преломляются, отражаются и преломляются снова на выходе из капли, они уже направлены практически в обратную сторону.

Главная причина, почему мы видим радугу, — красный свет выходит из капли под углом от первоначального направления солнечного света при его проникновении в каплю, который всегда меньше 42 градусов.

То же самое относится ко всем дождевым каплям, потому что солнце, по сути, находится бесконечно далеко от них. Угол, под которым красный свет выходит из капли, может быть каким угодно от 0 до 42 градусов, но никогда не превышает 42 градусов, и этот максимальный угол для каждого цвета разный. Для фиолетового света он около 40 градусов. Именно из-за разных максимальных углов для каждого цвета радуга состоит из разноцветных полос.

Что нужно охотнику за радугами

Как увидеть радугу? Вот научный совет. Прежде всего доверяйте своей интуиции, подсказывающей вам, когда можно увидеть радугу: когда выглядывает солнце перед или сразу после дождя. Почувствовав, что все идет к этому, сделайте следующее. Во-первых, повернитесь затылком к солнцу, затем найдите тень своей головы и посмотрите под углом 42 градуса в любом направлении от воображаемой линии — мысленно нарисуйте линию, идущую от Солнца через вашу голову к дальнему концу вашей тени на земле (она будет располагаться параллельно направлению солнечных лучей, тянущихся к дождевым каплям).

Если солнечного света достаточно, равно как и количества дождевых капель, это сотрудничество света и капель будет эффективным и вы увидите в небе красочную дугу.

Предположим, что солнца вам совсем не видно — оно спрятано за облаками или зданиями, но тем не менее явно светит.

Тогда вы все равно сможете увидеть радугу, если только между солнцем и каплями нет облаков. Потому что знаете, как правильно смотреть (помните про угол в 42 градуса).

Зная, как найти на небе радугу, вы наверняка начнете искать ее повсюду. Я, признаться, часто просто не способен бороться с этим искушением. Однажды мы со Сьюзен ехали домой, и начался дождь. Поскольку мы двигались прямо на запад, в сторону солнца, я, несмотря на плотное движение, свернул на обочину, вышел из машины и посмотрел назад. Это была неописуемая красота!

Всякий раз, проходя мимо фонтана в яркий солнечный день, я стараюсь встать так, чтобы поискать радугу там, где, как я знаю, она должна находиться. Попробуйте сами, когда будете проходить мимо фонтана. Встаньте между солнцем и фонтаном спиной к солнцу и не забудьте, что брызги фонтана работают точно так же, как капли дождя в небе.

Найдите тень своей головы на земле и мысленно нарисуйте воображаемую линию. Теперь смотрите под углом 42 градуса от этой линии. Если в этом направлении достаточно капель, вы увидите сначала красную полосу радуги, а потом и все остальные.

Как образуется двойная радуга

Если вы видели двойную радугу, то наверняка заметили, что вторичная радуга менее яркая, чем первичная. Однако вы наверняка не обратили внимания, что порядок цветов во вторичной радуге обратный порядку в первичной: синий (фиолетовый) находится снаружи, а красный внутри.

Двойная радуга на водопаде Виктория, — источник.

Как образуется двойная радуга? Одни световые лучи, проникающие в капли, отражаются всего один раз, другие перед выходом из капли отражаются дважды. Хотя световые лучи, проникающие в любую заданную дождевую каплю, могут отражаться внутри нее многократно, первичная радуга состоит только из тех, которые отразились один раз. А вот вторичная радуга, напротив, создается из лучей, которые отражаются перед преломлением на выходе внутри капли дважды.

Из-за этого дополнительного отскока внутри капли цвета во вторичной радуге следуют в порядке, обратном порядку в первичной радуге.

Причина, по которой вторая радуга появляется на небе в месте, отличном от первой, заключается в том, что дважды отраженные красные лучи выходят из капли под углами, которые всегда больше (да-да, больше), чем примерно 50 градусов, а дважды отраженные синие лучи — под углом, всегда большим, чем 53 градуса. Таким образом, вторую радугу надо искать в 10 градусах от первой.

А то, что она менее яркая, объясняется тем, что света который отражается внутри капли дважды, намного меньше, чем света, который отражается один раз; следовательно, света для создания вторичной радуги гораздо меньше. По этой же причине увидеть вторичную радугу куда труднее, чем первичную.

Теперь, когда вы знаете, что она часто сопровождает первичную радугу и где ее искать, вы увидите ее много-много раз.

Как сделать радугу самому

Итак, вооружившись информацией о радугах, вы можете произвести небольшое оптическое волшебство и собственноручно создать радугу в своем дворе или даже просто на тротуаре — с помощью обычного садового шланга. Кстати, создать собственную радугу можно, даже когда солнце находится в зените, что в природе случается очень редко.

Если на конце вашего шланга есть насадка, отрегулируйте его в тонкую струйку, чтобы капли получались достаточно маленькими, и когда солнце будет высоко в небе, направьте шланг на землю и начните распыление. Вы не увидите сразу весь круг, но кусочки радуги заметите. А перемещая носик шланга по кругу, вы, часть за частью, сможете увидеть целый круг радуги. Почему придется действовать таким образом? Потому что у вас нет глаз на затылке!

Третья радуга

Студенты часто спрашивают меня, а бывает ли третичная радуга. Ответ: и да и нет. Третичная радуга, как вы могли догадаться, — результат тройного отражения света внутри капли.

В центре такой радуги расположено солнце, и, как и первичная радуга с центром в точке солнечного противостояния, она также имеет радиус около 42 градусов, и ее красная полоса находится на внешней стороне. Таким образом, чтобы увидеть третичную радугу, вам нужно смотреть в сторону солнца, а капли дождя должны быть между ними и вами. Но при таком раскладе вы почти никогда не увидите солнца.

Тройная радуга. Подлинная фотография или фотошоп? Судя по словам Уолтера Левина, второе. В любом случае, выглядит завораживающе, — источник.

Есть и другие проблемы: много солнечного света будет проходить через капли, вообще не отражаясь, что приведет к очень яркому и большому свечению вокруг солнца, в результате чего увидеть третичную радугу будет практически невозможно. А еще она более блеклая, чем вторичная. Кроме того, гораздо шире первичной и вторичной, следовательно, и без того слабый свет радуги распределяется по небу еще сильнее и увидеть ее труднее.

Насколько мне известно, фотографий третичных радуг не существует, и я лично не знаю никого, кто бы их когда-либо видел. Тем не менее отчеты о наблюдениях за этим природным явлением имеются.

Радуги — наиболее известное и красочное атмосферное явление, но отнюдь не единственное. Существует целый ряд других явлений атмосферы; некоторые из них сразу бросаются в глаза, а другие, напротив, мистически загадочны. Еще больше научных фактов и объяснений читайте в книге «Мир глазами физика».

• Что такое радуга
• История изучения
• Как появляется
• Виды радуги
• Схожие явления
• Интересные факты

Что такое радуга

Радуга на небе – красивое природное явление, знакомое с детства. Она встречается на страницах сказок и мифов, ее изучают на уроках физики в школе. Все ли мы знаем про радугу? Достаточно ли хорошо понимаем ее свойства и то, почему она разноцветная? Об этом и не только вы узнаете из данной статьи.

Радуга – это оптическое явление, вызванное взаимодействием солнечного света и капель воды в атмосфере. Она представляет собой светящуюся разноцветную дугу.

Радуга – это метеорологическое явление, которое происходит при преломлении и отражении света в каплях дождя или других капель во время дождя или грозы. Когда свет проходит через эти капли, он преломляется и отражается, разлагаясь на различные цвета, которые мы видим в виде ярких полос на небе.

Цвета радуги обычно включают в себя 

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

в таком порядке. Эти цвета возникают из-за различной длины волн света. Красный цвет является цветом с наибольшей длиной волны, а фиолетовый – с наименьшей, поэтому они появляются на самых краях и соответствующих концах радуги. Цвета могут быть немного разными и зависят от освещения, условий наблюдения и других факторов, но в целом они всегда следуют тому же порядку расположения.

Радуга является символом мира и гармонии, и часто упоминается в мифологии и литературе.

Увидеть ее можно при высокой влажности воздуха, обычно – сразу после дождя или во время него, при условии, что Солнце свободно проникает сквозь облака и находится за спиной наблюдателя.

Людей давно интересовал вопрос, почему же появляется радуга. Мифология многих народов приписывает феномену сакральные свойства.

Первые попытки объяснить явление с точки зрения физики были сделаны еще древнегреческими философами.

На рубеже XIII–XIV веков богослов Теодорих из немецкого города Фрайберга провел опыты, используя в качестве моделей стеклянные шарики, наполненные водой. Данный метод получил распространение и в дальнейшем.

В начале XVII века описание радуги как физического явления дал в своем труде хорватский архиепископ и теолог Марк Антоний де Доминис. Проведя ряд опытов со стеклянными шарами, он также сделал вывод, что причиной феномена является преломление и отражение света в каплях влаги.

В XVII веке Рене Декарт путем исследований установил угол преломления лучей в капле относительно их изначального направления.

Исаак Ньютон, проведя оптические опыты с призмой, развил теории своих предшественников.

Он выделил семь основных цветов, от красного до фиолетового. Это крайние, видимые для человеческого глаза границы спектра, между ними по убыванию длины волны следуют оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий. Запомнить порядок цветов помогают первые буквы известной фразы: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан».

Причины возникновения радуги кроются в неоднородной природе света. Видимый нами белый свет состоит из волн различной длины, воспринимаемых глазом как разные цвета. При определенных условиях световой поток раскладывается на составляющие, так получается разноцветная дуга.

Ее образование связано с двумя оптическими явлениями:

• дифракция – отклонение луча света от первоначального направления при переходе в среду с иной плотностью;
• дисперсия – разложение света на части в спектр – из-за разного угла отклонения световых волн различной длины.

Луч Солнца, сталкиваясь с дождевой каплей, меняет траекторию движения. Часть света отражается обратно, остальной свет проходит внутри капли, под углом к первоначальному лучу. При этом слабее всего отклоняются красные составляющие видимого спектра, у которых длина волны максимальная. А самый большой угол преломления получается у волн короткой длины – фиолетовых. Достигнув внутренней поверхности капли, свет отражается от нее и выходит обратно.

Таким образом, отражаясь от внутренней и внешней поверхности капли, луч преломляется и возвращается обратно под углом относительно исходного движения. В результате этих преломлений угол между крайними границами спектра максимально увеличивается, и к наблюдателю свет возвращается в виде разноцветной полосы. Такая радуга называется первичной, и красный цвет располагается на внешней стороне ее дуги, а фиолетовый – снизу.

Ученые выделяют разные виды радуги в зависимости от размера капель, интенсивности света и высоты Солнца над поверхностью земли.

Иногда можно наблюдать вторую радугу, меньшей яркости, вокруг первой:

Это происходит, когда солнечные лучи отражаются внутри капли дважды, прежде чем выйдут на поверхность. Интенсивность светового потока ослабевает, а разноцветная полоса выходит «перевернутой» – вверху оказывается фиолетовый цвет. В результате на небе появляется двойная радуга. Небесный сектор между двумя дугами обычно имеет более темный оттенок, чем за их пределами. Этот участок называют полосой Александра, по имени философа Древней Греции Александра Афродисийского, впервые описавшего данный эффект во II веке н. э.

Гораздо реже встречается в природе тройная радуга:

Это возможно при трехкратном отражении лучей внутри капель. При этом образуется дуга третьего порядка, более слабая, чем предыдущие две.

Солнечный луч, проходящий сквозь крупные капли, ослабевает и создает более рассеянный спектр. Цвет и яркость Солнца меняются на рассвете и закате. Закатный свет преодолевает максимальное расстояние до глаз наблюдателя, что доступно длинноволновому участку спектра. Поэтому встречается красная радуга – с преобладанием красных и оранжевых полос:

И если дождь, радуга и Солнце – это привычное сочетание, наблюдаемое чаще всего, то при отсутствии Солнца или дождя атмосферное явление может принимать самые необычные формы.

К необычным и редким видам радуги относятся:

• лунная;
• туманная;
• огненная.

Лунная радуга, иначе называемая ночной, встречается в природе гораздо реже, чем привычная дневная. Она возникает на полной фазе Луны во влажном воздухе. Луна должна находиться в ясном небе на высоте менее 42° над горизонтом, а наблюдатель – между Луной и дождем. Известны подобные явления над водопадами:

Рецепторы человеческого глаза, различающие цвета, неактивны при слабом освещении. Поэтому ночная радуга воспринимается зрением как белая, в отличие от разноцветной дневной. Однако увидеть весь спектр можно на снимке с длительной экспозицией.

Для появления туманной радуги вместо дождя и Солнца требуется сочетание тумана с солнечным или лунным светом. Поскольку капли влаги в данном случае очень малы (их радиус не больше 0,05 мм), свет в них не всегда может рассеяться в виде спектра. Такое явление выглядит как ореол белого цвета, именно поэтому явление иногда называют белой радугой. При этом внешние контуры дуги могут быть окрашены в фиолетовый и оранжевый цвета:

К наиболее редким погодным феноменам относится огненная радуга. Она выглядит как горизонтальная дуга на фоне легких перистых облаков. Именно поэтому ее также называют радуга с облаками. Благодаря огромному радиусу линия дуги кажется прямой, простираясь параллельно горизонту на сотни километров:

Для ее появления необходимы три фактора:

• перистые облака на небе;
• плоские шестиугольные кристаллы льда, расположенные в облаках горизонтально;
• высота Солнца не менее 58° над горизонтом.

Последнее условие делает невозможным наблюдение данного феномена с земной поверхности в широтах ниже 55° , где Солнце не поднимается так высоко. Исправить ситуацию можно, если подняться на высокую гору.

Кристаллы льда должны лечь горизонтально в воздухе, что случается довольно редко. Лучи Солнца проникают сквозь боковые стенки кристаллов и, преломляясь, выходят через нижнюю горизонтальную грань. Облака в лучах спектра вспыхивают радужным светом.

Огненная радуга считается одной из разновидностей гало.

При низких температурах воздуха можно увидеть похожие атмосферные явления:

• гало;
• перевернутая радуга;
• кольцевая радуга.

Морозной зимой иногда возникает светящийся ореол вокруг Солнца и Луны. Этот эффект называется гало. Он проявляется возле сильных источников света (иногда вокруг уличных фонарей) и вызван прохождением света сквозь ледяные кристаллы в нижних слоях атмосферы. От формы кристаллов и их расположения зависит вид данного явления. Иногда свет, преломляясь, раскладывается в спектр, и тогда гало становится похожим на кольцевую радугу:

Перевернутая радуга появляется при высоких перистых облаках, состоящих из кристалликов льда, когда Солнце светит на них снизу. Образуется выгнутая вниз дуга, где нижний край – красный, а верхний – фиолетовый:

• Восприятие спектра отличается у разных народов. По классификации Ньютона вместо голубого и синего следуют синий и более темный его оттенок – индиго. Современные англичане выделяют 6, а не 7 основных цветов: они не делят синий на темные или светлые оттенки. А в японской традиции зеленый цвет присутствует лишь как оттенок голубого.
• Радуга третьего порядка (тройная) – это далеко не предел. Просто человеческий глаз не воспринимает множественные, но более слабые отражения спектров. В лабораторных условиях с помощью лазерной установки исследователи получали радугу двухсотого порядка.
• Воспринимаемая обычно в виде дуги, форма радуги может быть круглой, если смотреть на нее с большой высоты – например, из самолета:Круговая радуга получается из-за сферической формы капель. Отраженный свет образует окружность, центр которой находится на одной линии с глазом наблюдателя. Поэтому стоящий на земле человек не может увидеть нижнюю половину дуги.

Радуга – это лишь оптический эффект, объяснение которому дает наука. Она не находится в конкретном месте и к ней, как и к линии горизонта, нельзя подойти. То, что видит каждый из нас, зависит от места наблюдения и нашего положения относительно Солнца или другого источника света.

В какое время года бывает радуга? Практически в любое. Просто зимой влагу заменяют кристаллы льда. Поэтому наблюдать это чудо природы можно всегда, когда есть сильный источник света и погодные условия для его превращения в спектр.