327
з історії

164
учня

97
для 11 классу

303
відкореговано


Вашій увазі

510
кейсів
Останнє оновлення:
27.03.2017


Кейс - урок "Какого цвета радуга?"
Кейс - урок "Какого цвета радуга?"

Раздел: Науки, природа и человек

Уровень (класс): 9

Тема: Природные явления

Цель: Подробно исследовать явление радуги. Узнать физическую сущность этого природного явления.

Какая информация меня здесь ждет?

  • Что такое радуга?
  • Почему мы видим радугу в виде дуги?
  • Как возникает и когда появляется радуга?
  • Можно ли получить радугу в домашних условиях?
  • Какие фундаментальные и практические знания мне пригодятся?
6 разверток по предметам, явлениям и практикам:
Вступление

 

Возникновению радуги способствуют настолько разные элементы природы, что их совпадение в одно время и в одном месте – это редкость. Это не дождь или снег, которые зависят от времени года и повторяются циклически. Радуга возникает спонтанно, разной ширины, длинны и под разными углами.

Радуга - это абсолютно позитивное явление, которое не влияет на урожай, самочувствие людей или выпадение осадков. Это сочетание физико-химических элементов в атмосфере.

Космология
Что такое радуга?

Радуга является одним из самых изумительных явлений природы. Ее называют спутницей дождя. Она может появляться перед дождем, во время выпадения осадков, а так же и по окончанию дождя. Как правило, время появления радуги зависит от перемещения ливневых облаков.

 

Радуга – это такое метеорологическое и оптическое явление в виде дуги или окружности, состоящее из таких цветов спектра, как красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

 

Радуга представляет собой цветную дугу, у которой угловой радиус равен 42°. Ее можно наблюдать на фоне дождевой завесы или полос падения дождя. Радуга видна на противоположной от солнца стороне небосвода, когда солнце не закрывается облаками. Чаще всего радугу можно наблюдать летом, во время «грибных» дождей.

 

Центром радуги является точка, которая диаметрально противоположна Солнцу. Такую точку еще называют антисолярной.

Давайте посмотрим обучающий мультфильм о том, почему бывает радуга и как она появляется:

Каковы причины появления радуги?

Радуга возникает потому, что в капельках воды, находящихся в воздухе происходит преломление солнечного света. То есть, источником радуги является солнечный свет, который перемещается и разлагается на компоненты.

 

Свет разных цветов преломляется и отражается по-разному. Так, например, отклонение красного цвета равно 137 градусов 30 минут, а фиолетовый отклоняется на 139°20. Вот так белый свет способен разлагаться на спектры. Наиболее точно о происхождении радуги изложено в теории Декарта-Ньютона, которая была создана еще 300 лет назад.

Предметом, способным разложить луч света на составляющие, является призма. При возникновении радуги роль такой призмы играют капли дождя.

 

Радугу можно наблюдать тогда, когда параллельно с ливнем светит Солнце. Но, чтобы ее увидеть, нужно быть в определенном месте. Если вы хотите увидеть радугу, то должны находиться строго между Солнцем и дождем, и при этом Солнце должно быть сзади, а дождь – впереди. А иначе радугу можно и не заметить. Ведь спектр создается тогда, когда солнечные лучи попадают на капельки дождя.

Чаще всего радуга видна ранним утром и ближе к вечеру, а вот если солнце находится высоко в небе, то радугу вы вряд ли увидите.

Какие бываю радуги?

Их несколько видов:

а) туманная;

б) огненная;

в) лунная;

г) отраженная.

 

Туманная радуга возникает на крохотных капельках тумана, огненная – в перистых облаках, а лунную можно наблюдать лишь на ночном небе.

 

Иногда можно увидеть и двойную радугу. Вторая радуга в этом случае менее заметна и ее цвета перевернуты. Появляется такая радуга вследствие повторного отражения солнечных лучей внутри капли.

 

Вопрос:


Где еще можно увидеть явление радуги?
Физика

Радуга появляется во время преломления света и отражается в атмосфере парящими капельками воды, дождя или тумана.

 

Причиной появления радуги является дисперсия света. Капельки в зависимости от цвета по-разному отклоняют свет. Так, например, показатель преломления воды красного света меньше, чем для фиолетового. Длинноволновой красный цвет при преломлении меньше отклоняется, тогда, как коротковолновой фиолетовый имеет больший угол отклонения и в результате этого белый цвет разлагается в разноцветный спектр.

 

Белый свет с помощью призмы или такого явления, как радуга может быть разложен на различные цвета спектра.

В этом случае возникает вопрос, почему мы видим радугу не в форме цветной полосы, а в форме дуги?

 

Потому что вступает в силу закон оптического преломления, при котором луч, проходя через каплю дождя, находящуюся в определенном положении в пространстве, выдерживает 42-кратное преломление и поэтому глаз человека видит это явление именно в форме окружности. То есть, мы видим радугу, как часть этой окружности.

 

Вам уже известно, что свет состоит из сочетания таких цветов, как красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, голубой и фиолетовый. Когда белый свет проходит через призму, то на другой стороне мы наблюдаем его отражение во всех цветах радуги.

А знаете, как можно заставить радугу исчезнуть?

При помощи поляризационных солнечных очков можно перестать видеть радугу. Это происходит по той причине, что очки покрываются очень тонким слоем молекул, которые расположены в вертикальные ряды, тогда как свет, отраженный от воды, поляризуется горизонтально.

Давайте посмотрим это явление на видео:

Вот так используя поляризационные солнечные очки можно наблюдать, как исчезает радуга.

История

Впервые объяснение радуги, было дано астрономом из Персии Qutb al-Din al-Shirazi и его учеником Kamal al-din al-Farisi в период 1236 – 1320 гг.

В 1611 году Марк Антоний де Доминис после долгих наблюдений и исследований описал общую физическую картину радуги. Он пришел к выводу, что радуга возникает потому, что происходит отражение внутренней поверхности капли воды и двукратного преломления при входе в каплю и при выходе из нее.

 

Более точное и полное объяснение появления радуги описал в своем труде «Метеоры» Рене Декарт. Это произошло в 1637 году. Для своих исследований ученый взял стеклянный шар и заполнил его водой. Это дало возможность более точно представить, как в капле дождя отражается солнечный луч.

Выдающийся английский учёный и основоположник естествознания Исаак Ньютон внес дополнения в теорию отношения цветов. И хотя спектр радуги многоцветен и непрерывен, но по традиции в нем выделяют только семь цветов. Исаак Ньютон выделил в радуге семь цветов, так как для него цифра семь имела символическое значение.

И хотя свою теорию о радуге Декарт и Ньютон создали много столетий назад, но она точно объясняет основные особенности радуги. К этим особенностям относятся: положение главных дуг, их угловые размеры, расположение цветов в радугах различных порядков.

Вначале ученый в своем трактате «Оптика» выделял только пять цветов. Это были красный, желтый, зеленый, голубой и фиолетовый цвета. Но, чтобы создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, в последствие ученый добавил к этим пяти цветам еще два.

И только в XIX веке Дж.Б. Эри и Дж.М. Пернтером была выведена полная теория радуги, где учитывалась и дифракции света, и отношение длины волны света, и размер капли.

 

Здесь мы наблюдаем, как параллельный пучок солнечных лучей падает на каплю. А так как поверхность капли не ровная, то у разных лучей могут быть и разные углы падения. Их диапазон меняется от 0 до 90 градусов.

Технология

А известно ли вам, что можно сделать настоящую радугу в домашних условиях. И для этого существует несколько способов.

Получение радуги с использованием стакана воды

 

В ясный солнечный день возьмите стакан и наполните его водой. Поставьте стакан с водой на столе перед окном, а чистый лист белой бумаги положите на пол. Оконное стекло смочите горячей водой. Теперь вам осталось регулировать бумагу и стакан с водой до тех пор, пока вы не увидите радугу.

Появление радуги с использованием зеркала.

 

Возьмите стакан с водой и вовнутрь поместите зеркало. Но для этого в комнате должно быть темно, но стены должны быть белыми. Теперь берем фонарик и светим им в воду, двигая таким способом, чтобы в итоге появилась радуга.

Радуга с использованием компакт диска

 

При этом эксперименте необходимо взять чистый компакт – диск и положить его перед окном или под свет лампы на плоскую поверхность. Вот и все, теперь можно смотреть на диск и наблюдать за радугой.

Радуга методом дымки

 

Для того чтобы получить радугу таким методом необходимо в солнечный день взять поливочный шланг, закрыть его отверстие пальцем, создавая дымку и направить шланг в сторону Солнца. Теперь смотрите на дымку и наслаждайтесь радужным видением.

Информатика

Возможно, в радуге есть и другие цвета, только наш глаз не распознает их спектр. С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такое восприятие света происходит при помощи цветовых рецепторов, которые расположены на сетчатке наших глаз.

 

Эти цвета являются базовыми для человеческого восприятия, и воспринимается человеком как белый цвет, их отсутствие как черный, а различные их сочетания как многочисленные оттенки цветов.

 

Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB:

 

Палитра цветов в системе цветопередачи RGB

В информатике такая система цветопередачи называется RGB. Это название сформировано по первым буквам английских названий цветов, где Red обозначает красный, Green - зеленый, а Blue - синий. Цвета в палитре RGB сформированы методом сложения базовых цветов, но каждый из них может иметь различную интенсивность.

Цвет палитры можно определить с помощью формулы:

 

Применяется RGB в таких технических устройствах, как мониторы компьютеров, телевизоры и т.д.

В системе цветопередачи RGB палитра цветов формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов.

 

В информатике глубину цвета принятии определять в битах:

• Черно-белый – 1 бит;

• Чередование серого – 8 бит;

• Индексированный – 8 бит;

• True Color – 24 бита;

• High Color – 16 бит.

Глубина цвета и количество цветов в палитре:

 

Кодировка цветов при глубине цвета 24 бита:

 

Палитра цветов в системе цветопередачи CMYK

А вот при печати изображений на принтерах используется палитра цветов в системе CMYK. В этой системе основными цветами Cyan голубая, Magenta пурпурная и Yellow желтая. Цвета в палитре CMYK формируются методом наложения красок базовых цветов.

Цвет палитры можно определить с помощью формулы:

 

Формирование цветов в системе цветопередачи CMYK

 

Применяется система CMYK, как правило, в полиграфии, а также при печати изображений на струйных принтерах.

Система цветопередачи HSB использует в качестве базы такие параметры, как:

а) Hue (оттенок цвета),

б) Saturation (насыщенность),

в) Brightness (яркость).

 

С помощью параметра Hue можно выбрать оттенок цвета из всех возможных цветов оптического спектра. Благодаря параметру Saturation можно определить процент «чистого» оттенка и белого цвета. А Brightness определяет интенсивность цвета.

Культура

Еще в древние времена радуга поражала воображение людей. О радуге сложено много легенд, мифов, и ей приписывают удивительные свойства.

 

У древних греков богиней радуги является Ирида. Ее считали посредником между богами и людьми. Люди свято верили в то, что она соединяет небо с землей и передает им волю богов.

 

В Библии радуга появилась после всемирного потопа. Она является символом прощения Богом человечества и верования в то, что потоп больше не повторится никогда.

Славянские народы верили в то, что радуга, которая появлялась после дождя, олицетворяла победу Перуна над молниями духа зла. Ее считали предвестницей добра, солнечной погоды и мирного существования.

Чаще всего в мифологии разных народов радуга является символом радости и света, хотя есть и такие народы, которые считали радугу предвестником беды.

 

В скандинавских мифах, радуга представлена в виде моста Биврёста, который соединяет Мидгард и Асгард. То есть, мир людей и мир богов. Красный цвет радуги символизирует

вечный огонь, который безвреден для Асов, но опасен для любого смертного, который попытается подняться по нему.

В древнегреческой мифологии радуга являлась дорогой Ириды, которая была посланницей между мирами богов и людей.

У арабских народов считалось, что радуга – это лук бога света Кузаха. После схватки с силами тьмы Кузах выйдя победителем, обязательно вешал радугу лук на облака.

У каждого человека свое персональное видение радуги. Когда вы смотрите на радугу, то наблюдаете свет, преломленный от одних капель дождя, а рядом стоящий человек, который смотрит на туже радугу, видит свет, который отражают другие капли дождя. Ученые даже придумали устройство, с помощью которого можно создать искусственную радугу. Это дает возможность применять такую радугу в создании украшений для зданий, фонтанов, уличной рекламы и сопровождения зрелищных мероприятий.

Подведение итогов урока:

Наименование

Содержание

1

Результаты урока-кейса можно дополнить такими находками учеников

 

2

Какие 3 сайта помогли найти важную информацию?

http://edufuture.biz/

http://www.myshared.ru/slide/481808/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Радуга

 

3

В помощь ученику и коучу:

http://edufuture.biz/

https://www.youtube.com/watch?time_continue=71&v=LKeyqLDIFdw

http://www.myshared.ru/slide/571956/

http://www.myshared.ru/slide/779846/

http://videouroki.net/filecom.php?fileid=98661827

 

4

Где брать информацию для кейса:

http://сезоны-года.рф/радуга.html

http://www.meteoprog.ua/ru/news/38805/

http://www.infoniac.ru/news/7-udivitel-nyh-faktov-o-raduge.html

http://www.myshared.ru/slide/1019523/

http://nsportal.ru/shkola/informatika-i-ikt/library/2012/06/11/palitry-tsvetov-v-sistemakh-tsvetoperedachi-rgb-cmyk-i

 

5

Локация проведения урока-кейса

Урок – кейс проходит в классе. Возможно проведение в музее, библиотеке.

6

Соревновательность:

Команды мальчиков и девочек.

Счет составил:….

Задания для них:

1. Объясните, когда на небе появляется радуга и почему?

2. Что такое отраженная радуга? Какие должны быть созданы условия для ее появления?

3. Возможно, ли в полдень 22 июня видеть на небе радугу? Если это не представляется возможным, то объясните почему.

4. Какое влияние оказывает размер капель на вид радуги?

7

Домашнее задание

 Сформулировать по пять вопросов к материалу кейса (индивидуальное задание).

8

Продолжительность:

90 мин (спаренный урок)

 

9

Возможность схемы проведения с учеником-дублером

 

возможно.

10

Полученные знания и наработанные компетенции:

 

Знание о значении личности в исторических процессах.

Умение быстро найти необходимую информацию по теме.

Получение практических навыков применения полученной информации.

Получение конкретных знаний физике, химии, истории и других разделов (приведены в развертках).

11

Теги:

 радуга, явление природы, спутница дождя, цвета спектра, преломление света, спектры, призма, отражение, двойная радуга, оптика, дисперсия света.

12

Авторы:

 Паутинка Светлана Анатольевна.

13

Принимали участие в апгрейде кейса:

 

 

 

The End

«Знання завжди повинні бути свіжими!»

Цікаві факти

Протягом життя у людини виділяється така кількість слини, що нею можна заповнити два басейни середнього розміру.

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!