Kuidas vikerkaar ilmub. Start in Science Mis on vikerkaare lühimääratlus

18.10.2019

Töö tekst on paigutatud ilma kujutiste ja valemiteta.
Täisversioon töö on PDF-vormingus saadaval vahekaardil "Tööfailid".

Sissejuhatus

Töö asjakohasus

Suvel käisin tihti vanematega aias, mis asub linnast väljas. Ühel õhtul istusime ja sõime tänaval, järsku pilved tihenesid ja hakkas sadama. Varjasime end varikatuse alla ja vaatasime ümbritsev loodus. See lõhnas märja maa, rohu järele ning õhk muutus puhtaks ja värskeks. Ja siis vihm vaibus, kohati tekkisid taevasse sinised vahed, päikesekiired lipsasid neist läbi. Ja järsku levis mitmevärviline kaar üle kogu taeva, nagu tohutu värav taevas. Jah, mitte üks, vaid kaks! Olime kõik väga õnnelikud, hakkasime kahekordset vikerkaart imetlema ja pildistama. Kuid lühikest aega rõõmustas meid vikerkaar oma iluga.

Vikerkaar on üks ilusamaid loodusnähtusi. Kui palju rõõmu see nii lastele kui ka täiskasvanutele pakub. Tema välimus põhjustab positiivseid emotsioone rõõmustab inimesi. Konstantin Dmitrijevitš Ušinskil on muinasjutt "Päike ja vikerkaar". «Kord pärast vihma tuli päike välja ja ilmus seitsmevärviline vikerkaare kaar. Kes vaatab vikerkaart, kõik imetlevad seda. Vikerkaar muutus uhkeks ja hakkas kiitlema, et ta on ilusam kui päike ise. Päike kuulis neid kõnesid ja ütleb: "Sa oled ilus - see on tõsi, kuid ilma minuta pole vikerkaart." Ja vikerkaar ainult naerab ja kiidab ennast veelgi. Siis päike vihastas ja peitis end pilve taha – ja vikerkaar oli kadunud. Nii et kas vikerkaar on tõesti võimatu ilma päikeseta. Miks vikerkaared ei eksisteeri? päikseline ilm ilma vihmata või vihmase ilmaga ilma päikeseta.

Tänapäeval ei suuda iga inimene vikerkaare välimust seletada. Kust vikerkaar tuleb? Miks ilmuvad tema värvid kindlas järjekorras? Miks on kahekordne vikerkaar? Kas vikerkaart on võimalik saada kunstlikult, näiteks kodus? Kõigile neile küsimustele vastamiseks otsustasin teha oma uurimistööd.

Uurimistöö hüpoteesid:

Vikerkaar ilmub loodusesse ainult päikesepaistelisel ja vihmasel päeval;

Vikerkaare saate kodus kunstliku valgusallika abil.

Eesmärk:

Uurige vikerkaare ilmumise põhjust.

Ülesanded:

Määratle vikerkaar;

Uurige vikerkaare loodusesse ilmumise tingimusi;

Uurige, mitu värvi on vikerkaarel ja milline on päikesespekter;

Uurige, mis on vikerkaared;

Proovige vikerkaare koju hankida erinevatel viisidel.

Õppeobjekt: vikerkaar

Uurimismeetodid :

Erikirjanduse ja Interneti-allikate uurimine;

Katsete läbiviimine vikerkaare saamiseks kodus, kasutades kunstlikku valgusallikat;

Saadud tulemuste analüüs.

2. Teoreetiline materjal

2.1. Mis on vikerkaar?

Selle päritolu selgitavad mitmed teooriad. Neist ühe järgi on radoga tuletatud protoslaavi tüvest radъ, mille tähendus on sarnane anglosaksi mädanikuga (rõõmustav, üllas).

Mõned keeleuurijad kalduvad eeldama, et sõnal "rayduga", nagu seda sõna hääldatakse paljudes tänapäeva vene keele murretes, on rahvaetümoloogia, tekkis sõnade "paradiis" ja "ühendamise tulemusena". duga". 17-18 sajandil kõlas see ka vene keeles. Sel juhul tähendab vikerkaar sõna-sõnalt "kirev kaar".

AT Slaavi müüdid ja legendide järgi peeti vikerkaart maagiliseks taevast maa peale visatud taevasillaks – teeks, mida mööda inglid taevast laskuvad, et jõgedest vett ammutada. Nad valavad selle vee pilvedesse ja sealt langeb see eluandva vihmana.

Lugesin erinevatest seletavatest sõnaraamatutest sõna "vikerkaar" tähendust:

"Vikerkaar - mitmevärviline kaar taevalaotuses, mis on tekkinud päikesekiirte murdumise tulemusena vihmapiiskades" (Ožegovi selgitav sõnaraamat). "Vikerkaar- mitmevärviline kaar taevas. Seda täheldatakse siis, kui Päike valgustab vihmakardinat, mis asub selle vastasküljel taevast. Seda seletatakse valguse murdumise, peegeldumise ja difraktsiooniga vihmapiiskades. (Moodne sõnastik. Astronoomiline sõnaraamat).

Niisiis, sain teada, et vikerkaar on mitmevärviline kaar taevas, mis on tekkinud päikesevalguse murdumise tulemusena vihmapiiskades.

2.2. Vikerkaare põhjus

Vana-Kreeka filosoof Aristoteles püüdis selgitada vikerkaare ilmumise põhjust. Ta otsustas, et "vikerkaar on optiline nähtus, mitte materiaalne objekt". Aristoteles väitis, et vikerkaared tulenevad päikesevalguse kiirte ebatavalisest peegeldumisest pilvedelt.

Vikerkaare fenomeni selgitas Roger Bacon 1267. aastal päikesekiirte murdumisega vihmapiiskades.

Esimesena mõistis vikerkaare põhjust saksa munk Theodoric Freibergist, kes lõi selle 1304. aastal uuesti veega kerakujulisel kolvil. Theodorici avastus aga unustati.

Vikerkaart kui loodusnähtust püüti seletada 1611. aastal. Peapiiskop Antonio Dominis. Tema vikerkaare seletus oli vastuolus piibliga, mistõttu ta ekskommunitseeriti ja mõisteti surma. Antonio Dominis suri vanglas, hukkamist ootamata, kuid tema surnukeha ja käsikirjad põletati.

Vikerkaare teaduslik seletus andis ka prantsuse filosoof, matemaatik, mehaanik Rene Descartes 1637. aastal. Descartes selgitas vikerkaart päikesevalguse murdumise ja peegeldumise seaduste alusel langeva vihmapiiskades. Sel ajal ei olnud lagunemist veel avastatud valge valgus murdumisel spektrisse. Seetõttu oli Descartes’i vikerkaar valge.

Seitsmevärvilise vikerkaare rajaja oli Isaac Newton, kes paljastas vikerkaare ilmumise põhjuse.

2.3. Kiirte murdumine. Vahemik

1666. aastal tõestas Isaac Newton, et tavaline valge valgus on segu eri värvi kiirtest. "Ma tegin oma toa pimedaks," kirjutas ta, "ja tegin aknaluugi sisse väga väikese augu, et päikesevalgus sisse lasta." Päikesekiire teele asetas teadlane spetsiaalse kolmnurkse klaasi - prisma. Vastasseinal nägi ta mitmevärvilist riba – spektrit. Newton selgitas seda sellega, et prisma lagundas valge valguse oma värvideks. Newton sai esimesena aru, et päikesekiir on mitmevärviline.

Rainbow on kõige kuulsam ja tuntuim spekter. Kui sajab vihma, on õhus palju veepiisku. Iga vihmapiisk mängib pisikese prisma rolli. Päikesekiired, mis läbivad vihmapiiskade, nagu läbi prismade, murduvad vihmapiiskades. Valguskiirte lagunemise tulemusena tekib suur kumer spekter - värviliste joonte riba ja peegeldub taeva vastasküljel. Kui sajab vihma, on õhus palju veepiisku. Ja kuna neid on palju, siis vikerkaar saadakse pooles taevas.

Jälgime tilka läbiva kiire teekonda. Olles murdunud tilga piiril, siseneb kiir tilka ja jõuab vastaspiirini. Osa kiirt, olles murdunud, lahkub tilgast, osa läheb jälle tilga sisse järgmise piirini. Siin jälle osa kiirt, murdunud, lahkub tilgast ja osa osa läheb läbi tilga ja nii edasi. Iga tilgas murdunud valge kiir laguneb spektriks ja tilgast väljub lahknevate värviliste kiirte kiir.

Päikese spektris on seitse värvi: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne.

2. 4. Vikerkaare värvid

Ja nüüd siis täpsemalt päikesespektri ehk vikerkaare värvidest. Uuringud on näidanud, et inimsilm eristab 160 värvitooni. Seda seetõttu, et värvide vahel pole selget piiri, üks värv läheb teiseks läbi kõigi toonide. Vikerkaare põhivärvid on punane, kollane ja sinine. Nendest saad kõik teised vikerkaarevärvid. Vikerkaares vaadeldavad värvid vahelduvad samas järjestuses nagu spektris, mis saadakse päikesekiire läbi prisma juhtimisel. Sel juhul on vikerkaare sisemine (vaatega Maa pinna poole) äärmine piirkond värvitud. lilla, ja äärepoolseim piirkond on punasega.

Mõnikord on taevas näha koguni 2, 3, 4 vikerkaart - üks neist on väga hele, teine on kahvatum. See tähendab, et päikesekiir peegeldub veepiiskades kaks korda. Samal ajal on teises vikerkaarel triipude värvid paigutatud vastupidises järjekorras - ülemine osa kaar on lilla ja alumine punane. Teised vikerkaared tekivad päikesevalguse kahekordse peegelduse tõttu vihmapiiskade sees.

Vikerkaarevärvid: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, sinine, lilla. Ja ka nende värvide vahel palju toone, nii et puudub selge üleminek ühelt värvilt teisele. Vikerkaare värvid on paigutatud ranges järjekorras. Et nende järjestust paremini meeles pidada, tulid inimesed välja sellise fraasiga: " To iga O hotnik F teeb Z nat, G de Koos läheb F asaan. Sõnade esimeste tähtede järgi ja mäleta värve. Kaare välisserv on tavaliselt punane, sisemine aga lilla.

Vikerkaart on alati erinevalt nähtud erinevad perioodid ajalugu ja sisse erinevad rahvused. See eristas kolme põhivärvi ja nelja ja viit ja nii palju kui soovite. Austraalia aborigeenide vikerkaaremadu oli kuuevärviline. Mõned Aafrika hõimud Nad näevad vikerkaarel ainult kahte värvi – tumedat ja heledat. Kust siis vikerkaare seitse värvi tulid? Nagu ma varem ütlesin, tuli valguse analüüsimise ideele ainult Newton. Ja esiteks luges ta kokku viis värvi. Hiljem, olles näinud teist värvi (oranži), pidas ta seda teoloogiliseks kinnisideeks (number 6 oli tema jaoks kuratlik), püüdes luua vastavust spektri värvide arvu ja muusikalise skaala põhitoonide arvu vahel. Newton lisas spektri kuuele loetletud värvile veel ühe - indigo. Indigo on lilla sort, tumesinise ja lilla ristand. Nimetus tuleneb Indias kasvavast indigotaimest, millest ekstraheeriti vastav värvaine, millega värviti riideid. Nii sai Newton seitsmevärvilise vikerkaare isaks.

Spektri jagunemine seitsmeks värviks juurdus ja sisse inglise keel ilmus järgmine memo - Richard Of York Gave Battle In Vain (In - sinise indigo jaoks). Ja aja jooksul unustasid nad indigo ja seal oli kuus värvi. Ameerika lastele õpetatakse vikerkaare kuut põhivärvi. Ka inglise keel (saksa, prantsuse, jaapani keel). Aga see on ikka keerulisem. Lisaks värvide arvu erinevusele on veel üks probleem – värvid ei ole samad. Jaapanlased, nagu ka britid, on kindlad, et vikerkaarel on kuus värvi. Ja nad annavad neile hea meelega nimed: punane, oranž, kollane, sinine, indigo ja violetne. Kuhu kadus roheline? Mitte kuskil, see on sees jaapanlane lihtsalt ei. Jaapanlased, kirjutades ümber hiina tähemärke, kaotasid rohelise tähemärgi (in hiina keel ta on). Britid lepivad jaapanlastega kokku lillede arvus, aga mitte koostises. Inglastel pole keelt sinine värv. Ja kui pole sõna, siis pole ka värvi. Ameerika oranž ei ole mingil juhul meie oranž ja sageli rohkem punane (meie mõistes). Muide, juuksevärvi puhul on vastupidi punane punane värv.

2.5. Ilusad vikerkaared

Uurimistöö käigus sain teada, et maakeral on erinevaid vikerkaarte, kuid kõige sagedamini vaadeldakse tavalist vikerkaart. Paljud teised optilised nähtused toimuvad teadaolevalt sarnastel põhjustel või näivad olevat. Mõelge, mis on vikerkaared.

Kuu (öö)

Vikerkaarte võib näha ka öösel kuuvalguses. Kuukaar (tuntud ka kui öökaar) on kuu tekitatud vikerkaar. Kuu vikerkaar on tavalisest suhteliselt kahvatum. Seda seetõttu, et Kuu peegeldub Päikeselt. vähem valgust kui päike päeval paistab. Kuu vikerkaar on nähtav koos väga ereda ööpäikesega – Kuuga. Öösel, kui kõrgel pimedas, tingimata pimedas, ripub taevas täiskuu, tingimata täiskuu ja samal ajal kuu vastas sajab võib olla õnn näha öist vikerkaart! Ja ka tema näib meile valgena. Kuigi tegelikult on see mitmevärviline.

Udune (valge) vikerkaar

Valge või udune vikerkaar on vikerkaar, mis on lai hiilgav valge kaar. Udune vikerkaar ilmub siis, kui päikesekiired valgustavad nõrka udu, mis koosneb väga väikestest veepiiskadest. Miks tundub vikerkaar meile valge? Asi on selles, kui suur on tilkade suurus, millelt päikesekiired peegelduvad. Uduosakeste mõõtmed on nii väikesed, et üksikud värvilised triibud, milleks murdudes päikesekiir puruneb, lahknevad külgedele mitte laia mitmevärvilise lehvikuna, vaid vaevu avaneva lehvikuna. Värvid näivad olevat üksteise peal ja silm ei erista enam värve, vaid näeb ainult värvitut valguskaare – valget vikerkaart. Udune vikerkaar võib tekkida ka öösel udu ajal, kui kuu on taevas hele. Hägune vikerkaar on üsna haruldane atmosfäärinähtus.

ümberpööratud vikerkaar

Ümberpööratud vikerkaar on üsna haruldane nähtus. . Erinevalt traditsioonilisest vikerkaarest ilmub “naeratus taevas” selges taevas, ilma vihmapilvedeta. Päikesekiired peaksid teatud nurga all valgustama õhukest udutaolist pilvekardinat 7–8 tuhande meetri kõrgusel. Sellel kõrgusel koosnevad rünkpilved pisikestest jääkristallidest. Nendele kristallidele teatud nurga all langev päikesevalgus laguneb spektriks ja peegeldub atmosfääri. Pööratud vikerkaar on palju heledam kui tavaline vikerkaar ja värvid on lillast punaseks pööratud. Kuid niipea, kui kristallide järjekord on rikutud, kaob värviline efekt ja "naeratus taevas" lahustub.

Topelt vikerkaar

Teame juba, et vikerkaar taevas ilmneb sellest, et päikesekiired tungivad läbi vihmapiiskade, murduvad ja peegelduvad mitmevärvilise kaarena teisele poole taevast. Ja mõnikord võib päikesekiir ehitada taevasse kaks, kolm või isegi neli vikerkaart korraga. Topeltvikerkaar saadakse siis, kui valguskiir peegeldub vihmapiiskade sisepinnalt kaks korda. Esimene vikerkaar, sisemine, on alati heledam kui teine, välimine ja teise vikerkaare kaarevärvid on peegelpildis ja vähem eredad. Taevas vikerkaarte vahel on alati tumedam kui ülejäänud taevas. Kahe vikerkaare vahelist taevaala nimetatakse Aleksandri ribaks. Kahekordse vikerkaare nägemine on hea enne - see on õnn, soovide täitumine. Nii et kui teil oli õnn näha kahekordset vikerkaart, nagu mina, siis kiirustage oma soovi avaldama ja see täitub kindlasti.

talvine vikerkaar

Kõige hämmastavam on talvel vikerkaar! See on väga kummaline ja ebatavaline. Paks praksub ja ühtäkki ilmub kahvatusinisesse taevasse vikerkaar. Talvist vikerkaart on näha ainult talvel, ajal kõva pakane kui kahvatusinises taevas paistab külm Päike ja õhk on täidetud väikeste jääkristallidega. Päikesekiired murduvad, läbides neid kristalle justkui läbi prisma ja peegelduvad külmas taevas mitmevärvilise kaarena. Päikesekiir läbib neid kristalle, murdub nagu prismas ja peegeldub taevas kauni vikerkaarega.

ring vikerkaar

Nagu eespool selgitasin, on vikerkaar ise ümmargune. Kuid me näeme ainult osa sellest kaare kujul. Kuid teatud tingimustel võite näha rõngakujulist vikerkaart. See on võimalik ainult koos suur kõrgus näiteks lennukist.

Ümberhorisontaalne või tuline vikerkaar

Ümberhorisontaalne ehk tuline vikerkaar – tekib siis, kui päikesevalgus läbib kergeid rünkpilvesid ja tekib ainult siis, kui päike on väga kõrgel taevas. Selgub, et salapärane taevane "tuli" sünnib jääst! Asuvad ju rünkpilved väga kõrgel maa kohal, kus on igal aastaajal väga külm ja seetõttu koosnevad nad lamedatest jääkristallidest! Päikesekiired, mis läbivad jääkristalli vertikaalseid tahke, murduvad ja süütavad tulise vikerkaare või ümara horisontaalkaare, nagu teaduses tulist vikerkaart nimetatakse. Tuline vikerkaar on suhteliselt haruldane ja ainulaadne nähtus.

Punane

Punane vikerkaar ilmub taevasse alles päikeseloojangul ja on tavalise vikerkaare viimane akord. Mõnikord on see äärmiselt hele ja jääb nähtavaks isegi 5-10 minutit pärast päikeseloojangut. Päikeseloojangul liiguvad kiired läbi õhu pikema tee ja kuna vee murdumisnäitaja pikema lainepikkusega (punase) valguse puhul on väiksem kui lühikese lainepikkuse (violetse) valguse puhul, on punane valgus murdumisel vähem kõrvale kaldunud. Kui Päike laskub horisondi alla, kaotab vikerkaar kõigepealt kõige lühemad lillad lained, need hajuvad koheselt. Siis kaovad sinised, sinised, rohelised ja kollased lained. See jääb kõige püsivamaks - punane kaar.

3. Praktiline osa

3.1 Oma uuring.

Kodused vikerkaarekatsetused

Tegin mitmeid katseid vikerkaare saamiseks kunstliku valgusallikaga:

Kogemus nr 1: vikerkaare saamine kodus CD abil.

Varustus: CD, valgusallikas - taskulamp.

Võtsin CD ja "püüdsin" sellega taskulambi valgust, suunasin selle seinale. Sai vikerkaare. (Lisa nr 1, fotod nr 1,2)

Kogemus nr 2: vikerkaare saamine koju peegli, vee ja taskulambiga.

Edusammude kogemus:

Täidetakse klaasist anum veega;

Ta pani kallutatud peegli vette;

Ta suunas taskulambi valguse vette kastetud peegli osale;

Kiire murdumise tulemusena vees ja selle peegeldumisel peeglist tekkis kapi uksele vikerkaar (lisa nr 1, fotod nr 3,4).

Kogemus nr 3 : Hankige koju vikerkaar klaasprisma ja taskulambiga. Kogemus valguse lagunemisest spektriks, kui valge valguskiir läbib prismat.

Selleks võtsin klaasist võtmehoidja, suunasin sellele taskulambi valge valgusvihu ja sain seinale vikerkaarepildi. Valgena tunduv valgus mängis seinal kõigis vikerkaarevärvides. Neid seitsmevärvilisi heledaid vikerkaareribasid nimetatakse päikesespektriks. Seega kordasin Newtoni katset, kuid ainult kunstliku valgusallikaga . (Lisa nr 1, fotod nr 5,6)

Järeldus : Vikerkaare saab koju isegi kunstliku valgusallikaga.

Kogemus number 4: saamine valge värv, spektri seitsme värvi ühinemise tõttu, kasutades seitsmevärvilist ketast ja puurit.

Kui valgus koosneb seitsmest värvist, siis valge peaks andma seitse värvi. Jagasin valge ringi 7 osaks ja värvisin selle vikerkaarevärvides. Kinnitasime vennaga puurile mitmevärvilise ringi. Puuri sisse lülitades nägime, et pöörlemise ajal muutis mitmevärviline ketas värvi ja muutus valgeks (lisa nr 1, fotod nr 7,8,9).

Järeldus: Valgus koosneb seitsmest värvitoonist.

Kogemus number 5: seebimullidega vikerkaare saamine.

Valmistasin seebilahuse ja puhusin seebimulli. Mullile ilmus vikerkaar. Valgus, mis läbib seebimulle, murdub ja laguneb värvideks, mille tulemusena ilmub vikerkaar. Seebimull on prisma. (Lisa nr 1, fotod nr 10,11)

Kogemus number 6: vikerkaare saamine päikesepaistelisel päeval veega täidetud voolikuga.

Kui päike paistab eredalt, on vikerkaare tegemiseks veel üks kindel viis. Tema jaoks aga tuleb minna õue ja võtta voolik ja ühendada see veekraaniga. Nüüd jääb üle vooliku ots pigistada, et vesi voolikuaugust väljudes peeneks pihustuks, ja suunata see ülespoole päikese kätte. Veepritsmetes näeme vikerkaart. Vikerkaart on näha koskede, purskkaevude lähedal, kastmismasina või põllu kastmispaigaldise pihustatud tilkade kardina taustal. (lisa nr 1, foto nr 12).

leiud

Töötades teemal "Kuidas vikerkaar ilmub?", saavutasin oma eesmärgi uurimistöö. Nüüd tean vikerkaare ilmumise põhjust ja suutsin kodus vikerkaare luua. Esitatud hüpotees, et vikerkaar ilmub loodusesse ainult päikesepaistelisel ja vihmasel päeval osutus valeks. Sain teada, et vikerkaar võib tekkida kuuvalgel ööl (ilma päikeseta), udu ajal (ilma vihmata), ilma vihmata päikesepaistelisel päeval (ümberpööratud ja tulised vikerkaared) ja ka talvel (ilma vihmata) pakase ajal. Muidugi, vikerkaare ilmumine päikesepaistelisel ja vihmasel päeval juhtub kõige sagedamini, kuid mitte ainult. Sain teada, mis seos on vihma, päikese ja vikerkaare välimuse vahel. Arvan, et aitasin lahti harutada päikesekiire müsteeriumi ja andsin selgituse vikerkaare kui loodusnähtuse kohta. Kogemuste põhjal tõestasin, et vikerkaareefekti saab saavutada kodus ja igal aastaajal. Kõik määratud ülesanded on täidetud. Nüüd ma tean, millal vikerkaar ilmub ja kuidas see moodustub. Kui tahad vikerkaart imetleda, siis loodan, et nüüd saad vikerkaare ka koju. Vikerkaar - hämmastav nähtus loodus, võime öelda looduse ime, mis ei lakka meid kunagi hämmastamast.

5. Viited

1. I.K. Belkin "Mis on vikerkaar?", Kvant. - 1984 - nr 12.

2. V.L. Bulat "Optilised nähtused looduses" - M .: Haridus, 1974

3. A. Bragin "Kõigest maailmas." Sari: Suurepärane lasteentsüklopeedia.

4. Ya.E. Geguzin "Kes loob vikerkaare?" - Quantum, 1988

5. V.V. Mayer, R. V. Mayer "Kunstlik vikerkaar". Quantum 1988 - nr 6.

6. “Mis see on? Kes see?" - lasteentsüklopeedia, koost. V. S. Shergin, A. I. Juriev. - M.: AST, 2007.

7. E. Permyak " maagiline vikerkaar", 2008 Izd.Eksmo

8. Interneti-allikad.

Taotlus nr 1

Kogemus nr 1

Foto #1 Foto #2

Kogemus nr 2

Foto nr 4

Foto nr 3

Kogemus nr 3

Foto #5 Foto #6

Kogemus nr 4

Foto #7 Foto #8 Foto #9

Kogemus nr 5

Foto #10 Foto #11

Kogemus nr 6

Inimesed on läbi aegade püüdnud selgitada vikerkaare olemust. Elanikud Vana-Venemaa nad uskusid, et mitmevärvilised triibud taevas on särav jalas, mille abil Lada Perunitsa merest-ookeanist vett ammutab, et siis sellega põlde ja põlde kasta. Järgiti teist versiooni Ameerika indiaanlased kes olid kindlad, et vikerkaar on redel, mis viib teise maailma. Noh, karmid skandinaavlased tuvastasid taevakaare sillaga, millel jumalate eestkostja Heimdall ööl ja päeval valvab.

AiF.ru räägib, kuidas see seletab selle loodusnähtuse teket kaasaegne teadus, ja jagab ka saladusi, kuidas saada ise vikerkaare valvuriks.

Miks vikerkaar ilmub?

Et mõista, miks vikerkaar ilmub, peate meeles pidama, mis on valguskiir. Kursuselt koolifüüsika on teada, et see koosneb suure kiirusega lendavatest osakestest – elektromagnetlaine segmentidest. Lühikesed ja pikad lained erinevad värvuse poolest, kuid koos ühes voos tajub inimsilm neid valge valgusena.

Ja ainult siis, kui valgusvihk "põrkub" vastu läbipaistvat barjääri – vee- või klaasitilka –, laguneb see erinevateks värvideks.

Lühimatel punastel elektromagnetlainetel on kõige vähem energiat, mistõttu nad kalduvad vähem kõrvale kui teised. Pikimad violetse lainepikkused kalduvad vastupidi rohkem kui teised. Seega enamik Vikerkaarevärvid paiknevad punaste ja lillade joonte vahel.

Inimsilm eristab seitset värvi – punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne. Kuid tuleb meeles pidada, et tegelikult lähevad värvid sujuvalt üksteiseks läbi paljude vahepealsete toonide.

Valge vikerkaare sisemus võib olla kergelt lilla ja väliskülg veidi oranž.

Kuidas ja kuhu ilmub tuline vikerkaar?

Tuli vikerkaar. Foto: www.globallookpress.com

Tuline vikerkaar ilmub peamiselt rünkpilvede piirkonda: väikesed jäätükid peegeldavad langevat valgust ja sõna otseses mõttes "süütavad" pilved, värvides need erinevat värvi.

Kas sa näed öösel vikerkaart?

Jah, see on võimalik. Kuu valgus, mis peegeldub vihma või kose veeosakestest, moodustab värvispektri, mis on öösel silmale eristamatu ja tundub oma omaduste tõttu valge. inimese nägemus halbades valgustingimustes. Seda vikerkaart on kõige paremini näha täiskuu ajal.

Kuu vikerkaar. Foto: Shutterstock.com / Muskoka Stock Photos

Kuidas oma kätega vikerkaart teha?

Sa vajad: klaas, vesi, paberileht.

Mida teha:

1. Asetage veega täidetud lihvitud klaas aknale, kust päike paistab.

2. Asetage paberileht põrandale akna lähedale, et valgus langeks sellele.

3. Niisutage akent kuuma veega.

4. Muutke klaasi ja paberilehe asendit, kuni vikerkaar on nähtaval.

Sa vajad: voolik veega.

Mida teha:

1. Võtke voolava veega voolik ja pigistage kergelt selle “kaela”, et tekiks pritsmeid.

3. Vaata tähelepanelikult ja näe pritsmetes vikerkaart.

Kuidas vikerkaare värve meeles pidada?

On olemas spetsiaalsed fraasid, mis aitavad meeles pidada vikerkaare värvide jada. Iga sõna esimene täht vastab vikerkaaretriibu värvi esimesele tähele - punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo, violetne.

Iga jahimees tahab teada, kus faasan istub.

Kord lõhkus kellamees Jacques peaga laterna.

Mutt lambale, kaelkirjak, jänku silitasid vanu särke.

Iga disainer soovib teada, kust Photoshopi alla laadida.

Kes tunneb surmale vastupanu gongi julma helinat?

Kuidas ennustada ilma vikerkaare järgi?

Kui vikerkaare spektris domineerib punane, siis tuleb oodata tugevat tuult.

Lähipäevadel on vihmane ilm, kui näete kahe- või kolmekordset vikerkaart.

Kõrge vikerkaar näitab, et ilm tuleb selge, ja madal näitab vihmast ilma.

Kui rohkem Roheline värv- tuleb vihma, kollane - hea ilm, punane - tuul ja põud.

Talvine vikerkaar on haruldus, see annab märku lähenevast pakasest või lumest.

vikerkaar mööda jõge paduvihm, ja risti - selge ilmaga.

Laupäevane vikerkaare ilmumine tõotab järgmiseks nädalaks vihmast.

Piibli järgi on vikerkaar sümboliks Jumala lubadusest inimkonnale mitte kunagi enam korraldada. Tõepoolest, sageli on vikerkaar tõend selle kohta, et kuskil läheduses on sadanud. Reeglina näeme vikerkaart päikesepaistelise ilmaga, kui seda on vihmapilved(tavaliselt cumulonimbus). Et teada saada, mis on vikerkaar, räägime selles artiklis selle kahest komponendist: päikesevalgusest ja vihmapiiskadest.

Primaarsed ja sekundaarsed vikerkaared.

Miks ja kus vikerkaared ilmuvad?

Päikesevalgus on värvide segu. Kui valguskiired läbivad klaasprisma, painduvad ja murduvad mõned neist rohkem kui teised. Prismast lahkuv valgus levib pidevaks värviribaks, mida nimetatakse spektriks. Värvid ulatuvad punasest, mis on kõige vähem kaardus, oranžist, kollasest, rohelisest ja sinisest kuni lillani. Lilla värv on kõige rohkem kaardus.

Veepiiskade kaudu läbiv päikesevalgus murdub samamoodi nagu prismat läbiv päikesevalgus. See loob taevasse atmosfääri päikesespektri, mida me kutsume vikerkaareks.

Lühidalt öeldes on vikerkaar poolringikujulisi värvikaarte, mis ilmuvad taevas tohutu kaarena. Vikerkaart on sageli näha pärast vihma. Need tekivad siis, kui päikesevalgus tungib läbi vihmapilvede. Vihmapiisad toimivad nagu miniatuursed prismad, murdes või purustades päikesevalguse erinevateks värvideks ja ka peegeldades seda, luues spektri.

Aiavooliku abil saame kodus kergesti luua kunstliku vikerkaare. Tuleb lihtsalt seista seljaga päikese poole ja reguleerida vooliku kastmine peeneks pihustamiseks, tekitades nii vee "tolmu". Koha ees, kuhu joa prits langeb, on näha ka vikerkaar.

Vikerkaar Victoria juga juures (Sambia ja Zimbabwe piiril)

Kui on ainult üks vikerkaar või kui see on peamine, siis on sellisel vikerkaarel alati kaarest väljas (ülemine) punane värv ja sinine sees. Tavaliselt on vikerkaare raadius umbes veerand nähtavast taevast ehk 42 kraadi. Kui läheduses sajab, peate vaatama seda taevaosa, mis on meie varju suhtes 42-kraadise nurga all päikese vastas; Siin peaks vikerkaar ilmuma.

Vahel võib peamise ümber näha teist, vähem eredat vikerkaart. See on sekundaarne vikerkaar, mille moodustab tilkades kaks korda peegeldunud valgus. Sekundaarses vikerkaares on värvide järjekord "ümberpööratud" - punane on sees, lilla on väljas. Sekundaarne vikerkaar moodustub meie varju suhtes 50-53° nurga all. Kahe vikerkaare vaheline ala tundub suhteliselt tume, kuna sellel puuduvad nii üksikud kui ka topeltpeegeldunud kiired. Sekundaarne vikerkaar on nõrgem kui esmane ja kaob tavaliselt kiiremini.

On isegi tõendeid kolmanda või kolmanda astme vikerkaare kohta, kuid sellist esinemist peetakse äärmiselt haruldaseks. Mitmed vaatlejad on näinud ka nelinurkseid vikerkaarte, mille hämar väliskaar oli lainelise pulseeriva välimusega.

Kes esimesena määratles, mis on vikerkaar?

Me ei saa täiesti kindlalt öelda, kes oli esimene, kes andis õige selgituse, mis on vikerkaar. Tavaliselt on esikohal prantslane René Descartes (1596-1650), filosoof ja kirjanik, kes käsitles seda küsimust süstemaatiliselt oma raamatu lisas. kuulus teos"Meetodi arutelu" 1637. aastal.

Väidetavalt arvutas Descartes täpselt välja teed, mida valguskiired läbisid veega täidetud klaasgloobuse erinevates punktides (vihmapiisa imitatsioon), määrates seeläbi nende murdumisnurgad. See oli lahendus matemaatilisele probleemile, millest teadlased kaks aastatuhandet kõrvale hiilisid ja mis oli vikerkaar selgitamise võti.

Kuid pange tähele, et Descartes tegi selle arvutuse ainult "arvatavasti". Nagu selgus, avastas Hollandi astronoom ja matemaatik Willebrord Snell matemaatiline seadus valguse murdumine 16 aastat enne sellel teemal Descartes'i väitekirja. Snell ei saanud aga oma teost avaldada ja suri 1626. aastal. Seejärel, umbes 80 aastat pärast Snelli märkmete avastamist, tekkis vaidlus selle üle, et Descartes nägi Snelli käsikirju kuidagi ja edastas neis esitatud järeldused enda omadena.

Lõpptulemus oli see, et läänes, eriti ingliskeelsetes maades, hakati valguse murdumise seadust nimetama Snelli seaduseks ja Prantsusmaal Descartes'i seaduseks.

Ehkki Descartes selgitas, mis on vikerkaar, ei saanud ta seda ilma valguse murdumise täpsete arvutusteta teha. Aga kellele see teose osa täpsemalt, Descartesile või Snellile kuulub, ei pruugi me kunagi teada.

Kus ja millal vikerkaart näha saab?

Meremehed teavad, et vikerkaare järgi saab ilma ennustada. Üldiselt liiguvad hoovihmad ja äikesetormid läänest itta, seega juhinduvad meremehed vanast endest:

Vikerkaar hommikul - ole vihm; õhtul vikerkaar - hea ilm.

Hommikul on päike idas ja vikerkaare nägemiseks tuleb vaadata läände, kus sajab vihma. Kuna vihmad tulevad tavaliselt lääne poolt, võib hommikune vikerkaar meid selle eest hoiatada. Hilisõhtul on päike taeva lääneosas. Pärast seda, kui vihm või äike on meist juba üle või mööda läinud, taandub see tavaliselt itta, kus näeme vikerkaart.

Ja kuna äikesetormid on hilisel pärastlõunal sagedamini kui varahommikul, on vikerkaared palju tavalisemad õhtuti. Just sel põhjusel seostatakse vikerkaare ilmumist tavaliselt parema ilma algusega.

Kui päike loojub või tõuseb, on näha terve vikerkaare kaar. Kui päike on horisondi kohal 42 kraadi või kõrgemal, siis me vikerkaart ei näe, sest see jääb horisondi alla. Käeulatuses kokkusurutud rusikas on ligikaudu 10 kraadi; nii et kui päike on umbes "nelja rusikaga" horisondi kohal, siis me vikerkaart ei näe. Ainus viis vikerkaart praegusel ajal näha on lennukilt või ülevalt. kõrge mägi. Lennuk annab parima võimaluse näha kogu 360-kraadist vikerkaart maapinnale projitseerituna, kuid vaade on nii haruldane, et vähestel on õnn seda näha.

Inimesed on kaua mõelnud selle kaunima loodusnähtuse olemusele. Inimkond on seostanud vikerkaart paljude uskumuste ja legendidega. AT Vana-Kreeka mütoloogia, näiteks vikerkaar on tee taeva ja maa vahel, mida mööda kõndis jumalate maailma ja inimeste maailma vahel sõnumitooja Irida. Hiinas usuti, et vikerkaar on taevane draakon, taeva ja maa liit. Slaavi müütides ja legendides peeti vikerkaart taevast maa peale visatud maagiliseks taevasillaks, teeks, mida mööda laskuvad inglid taevast jõgedest vett ammutama. Nad valavad selle vee pilvedesse ja sealt langeb see eluandva vihmana.

Ebausklikud inimesed uskusid, et vikerkaar on halb märk. Nad uskusid, et surnute hinged lähevad sisse teine maailm vikerkaarel ja kui vikerkaar ilmus, tähendab see kellegi peatset surma.

Vikerkaar esineb ka paljudes rahvalikud ended seotud ilmaennustusega. Näiteks tähistab kõrge ja järsk vikerkaar hea ilm, ja madal ja tasane - halb.

Kust vikerkaar tuleb?

Pange tähele, et vikerkaarte saab jälgida ainult enne või pärast vihma. Ja ainult siis, kui päike samal ajal vihmaga pilvede vahelt läbi murrab. Mis toimub? Päikesekiired läbivad vihmapiiska. Ja iga selline piisk töötab nagu prisma. See tähendab, et see lagundab Päikese valge valguse selle komponentideks - punaseks, oranžiks, kollaseks, roheliseks, siniseks, indigo- ja violetseks kiirteks. Pealegi suunavad tilgad erinevat värvi valgust erineval viisil kõrvale, mille tulemusena valge valgus laguneb mitmevärviliseks ribaks, mida nimetatakse nn. spekter.

Valguse murdumine prisma läbimisel.
Pange tähele, et erinevat värvi kiired väljuvad prismast erinevate nurkade all.

Vikerkaar on tohutu kaarjas spekter. Maapinnal olevale vaatlejale näeb vikerkaar tavaliselt välja nagu kaar – osa ringist ja mida kõrgem on vaatleja, seda täidlasem on vikerkaar. Mäelt või lennukilt on näha ka täisring! Miks on vikerkaar kaarekujuline?

Vikerkaart näete ainult siis, kui olete otse päikese (see peaks olema teie taga) ja vihma (see peaks olema teie ees) vahel. Muidu sa vikerkaart ei näe!

Mõnikord võib esimese ümber näha teist, vähem eredat vikerkaart. See on sekundaarne vikerkaar, milles valgus peegeldub tilgas kaks korda. Sekundaarses vikerkaares on "ümberpööratud" värvide järjekord väljastpoolt lilla ja seest punane:

Vikerkaare (või spektri) värvide järjestuse meeldejätmiseks on spetsiaalsed lihtsad fraasid - nendes vastavad esimesed tähed värvinimede esimestele tähtedele:

Kuidas kunagi Zhak-Z vonar Head C Lanterni lõhkus.
To iga O hotnik F teeb Z nat G de Koos läheb F asaan

Pidage neid meeles - ja saate igal ajal hõlpsalt vikerkaare joonistada!

(!) Esimesena selgitas vikerkaare olemust Aristoteles. Ta otsustas, et "vikerkaar on optiline nähtus, mitte materiaalne objekt".

Kui sageli näeme pärast vihma vikerkaarte? See värviline vaatemäng ei jäta kedagi ükskõikseks! Aga kui nägin vikerkaart purskkaevu pritsmetes ja seejärel peeglist diagonaalselt seinal, siis mõtlesin, et mis on selle välimuse põhjus, kui mitte vihm ja vesi? Pöördudes abi saamiseks õpetaja poole, sain teada, et vikerkaare põhjuseks on hajumise nähtus, sain teada, kes seda esimest korda uuris, sain aru, mis see on.

Vikerkaar on üks ilusamaid looduslik fenomen mis jätab harva kedagi ükskõikseks. Kunagi pidasid inimesed vikerkaart jumala märgiks. Ja see pole üllatav, sest see ilmub sõna otseses mõttes eimillestki ja kaob ka salapäraselt.

Mida me vikerkaare kohta teame?

Vikerkaare värvid on alati ülalt alla samas järjekorras: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne (mäletage lapsepõlvest meeldetuletust vikerkaare värvide järjekorra kohta - Iga jahimees tahab teada Kus faasan istub või kuidas Jean Bell Ringer Blue lamp lõhkus?).

Kõige heledam riba on punane. Iga järgmine värv on kahvatum kui eelmine. Violet on üldiselt taeva taustal raskesti eristatav.

Millised on vikerkaare koostisosad? Need on veepiisad õhus, päikesekiired ja vaatleja, kes näeb vikerkaart. Sel juhul tuleb järgida tervet rituaali: päike mitte ainult ei valgusta vihma, see peab olema madalal horisondi kohal ning vaatleja peab seisma vihma ja päikese vahel – seljaga päikese poole, näoga vihma poole. . Sel hetkel näeb ta vikerkaart. Kuidas see juhtub?

Päikesekiir valgustab vihmapiiska. Tungides piiska, kiir murdub kergelt. Nagu teate, murduvad erinevat värvi kiired erineval viisil, see tähendab, et tilga sees laguneb valge kiir selle koostisosadeks. See on hajumise nähtus. Pärast tilgast möödumist peegeldub valgus selle seinalt nagu peeglist. Peegeldunud värvilised kiired lähevad vastupidises suunas, murdudes veelgi tugevamalt. Kogu vikerkaarespekter lahkub piisast samalt küljelt, kust päikesekiir sinna sisenes.

Päikese valgus sisenes tilka vaatleja küljelt. Nüüd naaseb see värvispektriks lagunenud kiir selle juurde. Inimene näeb tohutut värvilist vikerkaart laiali üle taeva – valgust, mis murdub ja peegeldub miljarditest vihmapiiskadest.

Topelt vikerkaar

Kahte vikerkaart korraga taevas näeb harva. Reeglina on teine vikerkaar vähem nähtav, mõnikord vaevumärgatav. Sellise vikerkaare värvid on tagurpidi, see tähendab, et lilla on esikohal. Selle välimus on seletatav valguskiirte korduva peegeldumisega tilga sees.

Vikerkaarenähtust võime näha ka siis, kui valgust murduvad udupiiskad või aurumine merepinnalt ning linnas – purskkaevu juures.

Kogemused

Vikerkaart on näha ka veetilgaga.
Istutage tilk vett pulgale või rohuliblele. Seisake seljaga päikese või muu ereda valgusallika poole. Kui valguskiired moodustavad silmade suunaga umbes 42-kraadise nurga, vilgub läbipaistev tilk ootamatult ülipuhta värviga!
Mida?
Igaüks!
Kui tilka liigutada ettevaatlikult mööda ringi kaaret, on näha kõik vikerkaarevärvid!

dispersiooni nähtus- valge valguse lagunemine spektriks (vastavalt vikerkaare värvidele) - avastas ja uuris I. Newton. See nähtus näitab valge valguse keerulist koostist. Käisin Londoni teadusmuuseumis Sir Isaac Newtonile pühendatud etendusel. Olles sukeldunud 17. sajandi atmosfääri, olles “külastanud” teadlase laborit (isegi kui see oli laval), tundsin end loodusteadlasena.
Heitke pilk Teadusmuuseumile, saate lisateavet Newtoni tehtud avastuste kohta, klõpsates allolevatel linkidel.

Ülesanne

Vastus : selgub, et vikerkaar on nähtav ainult siis, kui päikese kõrgus horisondi kohal ei ületa 42 kraadi. 22. juuni keskpäeval on päike kõrgemal taevas ja vikerkaart pole näha.

Vaatame katset, mis selgitab hajuvuse fenomeni ja valge valguse keerulist koostist.

Valguse lainelised omadused. Dispersioon.

Huvitav fakt

Maa pinnalt näeb vikerkaar tavaliselt välja nagu osa ringist, kuid lennukilt võib see olla ka terve ring!

Huvitavad optilised füüsikalised nähtused: http://class-fizika.narod.ru/w25.htm

Mõne optilise nähtusega saate tutvuda, klõpsates meie ühele lehele viival lingil kooli entsüklopeedia matemaatikas ja füüsikas "Edualgoritm".

Järeldus

Valguse hajumise nähtus, mis selgitab vikerkaare ilmumise põhjuseid, võimaldas mul mõista, miks valge valgus värvib meid ümbritseva maailma mitmevärviliste värvidega. Mõnda läbipaistvat objekti näeme punasena, teisi sillerdavana. erinevad värvid. Ja seda kõike tänu valge valguse keerukale olemusele, kuna kehad peegeldavad, murduvad ja neelavad erinevalt erineva lainepikkusega valgust. Seetõttu nad säravad ja säravad päikesepaiste tavaline läbipaistva klaasi tükk ja teemant.

Seega oleme tõestanud, et me näeme vikerkaart valguslainete eriomaduste tõttu ja sellel on oma huvitav seletus, nagu paljudel teistelgi looduses esinevatel optilistel nähtustel.