Проект «Разноцветная радуга»
Исследовательский проект
«Разноцветная радуга»
Тема проекта: «Разноцветная радуга».
Вид проекта: творческо – экспериментальный.
Продолжительность: долгосрочный.
Автор работы: воспитанница старшей группы – Качмашева Анастасия.
Руководитель проекта: воспитатель старшей группы – Ермолина Л.А.
Образовательная область: познавательное развитие.
Актуальность: Мир, который нас окружает – прекрасен и разнообразен. Но люди всё реже обращают внимание на красоту и разнообразие природных явлений, которые несут в себе радость и умиротворение. Повседневные заботы притупляют природную любознательность людей, стремление к познанию нового. Иногда кажется, что люди перестали обращать внимание даже на то, что знакомо с детства. Каждый взрослый человек, думая о радуге, вспоминает детство. Именно в детстве хотелось узнать, что собой представляет радуга, откуда она берётся, почему она такая красивая. Задача взрослых стимулировать природную любознательность детей, желание сделать свои первые открытия, провести исследования, поверить в свои силы и способности. Исследования по ознакомлению с природным явлением – радугой, очень интересное и яркое впечатление, способное раскрыть в ребёнке творчество, инициативу и самостоятельность.
Цель проекта:
- развитие творческих экспериментально – исследовательских способностей детей.
Задачи:
- узнать как можно больше информации о радуге – как явлении природы;
- через опыты узнать как появляется радуга;
- найти информацию о радуге в различных источниках;
- познакомить детей группы с этим явлением;
- способствовать развитию исследовательских способностей, любознательности и самостоятельности.
Гипотеза:
- метод исследования и экспериментирования поможет ближе познакомиться с прекрасным природным явлением – радугой;
- радуга – природное явление, но её можно создать в домашних условиях.
Роль ребёнка в реализации проекта:
- участие в обсуждении темы и целей проекта;
- изучение предложенного материала;
- выдвижение предложений по работе над проектом;
- участие в сборе материалов по теме;
- проведение исследований и экспериментов работы под руководством воспитателя;
- активное участие в оформлении результатов работы (альбомы, папки, художественные работы – рисунки и поделки).
Роль руководителя проекта:
- обеспечение заинтересованности ребёнка и его родителей в работе над темой;
- обеспечение литературой;
- побуждение ребёнка к самостоятельной, осознанной роботе;
- постоянная, но ненавязчивая помощь и контроль за работой ребёнка.
Роль родителей в реализации проекта:
- участие в сборе материалов по теме;
- консультации по теме;
- участие в экспериментальной деятельности детей в домашних условиях.
Предполагаемый результат:
- ребёнок должен получить первичные знания о природном явлении – радуге;
- ребёнок имеет представления об экспериментальной деятельности, может сам провести ряд опытов и экспериментов;
- ребёнок знаком с явлением – радуга, понимает её происхождение;
- ребёнок понимает красоту природного явления – радуга, восхищается ею.
Предполагаемый продукт проектной деятельности:
- Альбом «Радуга – дуга» (стихи, загадки, приметы);
- Альбом «Радуга – дуга» (опыты и эксперименты);
- Творческие работы (рисунки, макеты, поделки);
- Проект «Разноцветная радуга».
Формы реализации проекта:
- Беседа и наблюдения НОД;
- Опытническая и исследовательская деятельность;
- Художественно – изобразительная деятельность.
Этапы работы над проектом:
1 этап: подготовительный.
- Обсуждение работы над проектом с ребёнком и родителями;
- Определение темы, целей и направлений работы;
- Разработка плана работы над темой;
- Подбор художественной и методической литературы;
- Приобретение нужных видеоматериалов.
2 этап: основной.
- Цикл бесед;
- Знакомство со стихами, загадками, народными приметами;
- Просмотр видеоматериалов, демонстрирующих природное явление – радугу;
- Чтение и рассматривание энциклопедий;
- Опыты и эксперименты по получению радуги в домашних условиях;
- Художественное творчество – создание рисунков, макетов, поделок.
3 этап: заключительный.
- Подведение итогов работы;
- Оформление альбома «Радуга – дуга» (стихи, загадки, приметы);
- Оформление альбом «Радуга – дуга» (опыты и эксперименты);
- Выставка творческих работ на тему «Разноцветная радуга» (рисунки, макеты, поделки);
- Оформление проекта «Разноцветная радуга».
- Защита проекта на муниципальном этапе конкурса «Я – исследователь».
Виды радуги
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.
Необычные виды
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.
История изучения
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».
Интересные факты
- 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.
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.
Как появляется
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.
Схожие явления
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:
