Description de l'arc-en-ciel dans un style scientifique. Présentation sur le thème : Etude du phénomène naturel "Arc-en-ciel"

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Description de l'arc-en-ciel, couleurs de l'arc-en-ciel, formation de l'arc-en-ciel.

Cet article discutera d'un phénomène merveilleux inhérent à l'atmosphère terrestre : un arc-en-ciel. Vous pouvez en savoir plus sur d'autres phénomènes atmosphériques, tels que la couleur du ciel, le lever (coucher du soleil), les aurores boréales (polaires) et les nuages ​​dans des articles séparés dans la section Atmosphère.

Description de l'arc-en-ciel.

Arc-en-ciel représente une partie d’une ligne de cercle dont le centre (point antisolaire) se situe dans le prolongement de la droite reliant la source lumineuse et les yeux de l’observateur. De plus, le soleil est toujours derrière l'observateur. Contrairement à un halo, il est impossible de voir le soleil et un arc-en-ciel en même temps.

Si un arc-en-ciel est formé de gouttes de pluie, il est généralement observé à une distance de 1 à 2 kilomètres de l'observateur. Dans les éclaboussures d’une fontaine ou d’une cascade, ce phénomène optique peut être observé de plus près.

Au coucher ou au lever du soleil, le centre du cercle de l'arc-en-ciel se trouve sur la ligne d'horizon du côté opposé au Soleil, l'arc-en-ciel est donc un demi-cercle. À mesure que la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon augmente, la taille de l’arc-en-ciel diminue. Pour un observateur depuis le sol, un arc-en-ciel devient invisible lorsque le soleil se lève au-dessus de l'horizon au-dessus de 42 degrés.

En fait, un arc-en-ciel est un cercle complet, mais lorsqu'on l'observe depuis la surface de la Terre, seule une partie de son arc est visible. Plus une personne s’élève haut, plus elle observe le cercle. Depuis une haute montagne ou depuis un avion, vous pouvez voir toute la circonférence de l'arc-en-ciel.

Couleurs de l'arc-en-ciel.

Couleurs de l'arc-en-ciel représentent les couleurs du spectre, situé du bord extérieur vers le bord intérieur : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Des rayures de différentes couleurs se transforment progressivement les unes dans les autres, c'est-à-dire En plus des principales couleurs répertoriées, l'arc-en-ciel contient également de nombreuses nuances intermédiaires. Ce sont les sept couleurs de l'arc-en-ciel qui ont été identifiées pour la première fois Isaac Newton. Depuis lors, nous adhérons traditionnellement à cette opinion. À propos, les Bulgares ne sont pas d’accord avec nous : ils n’identifient que six couleurs dans l’arc-en-ciel, et les Chinois, cinq.

L'apparence de l'arc-en-ciel, sa luminosité et la largeur des rayures dépendent de la taille et du nombre de gouttelettes d'eau. En grosses gouttes, un arc-en-ciel intense, prononcé et étroit se forme. À mesure que la taille des gouttelettes diminue, la luminosité de l'arc-en-ciel diminue également, ses rayures s'agrandissent et s'estompent.

Il expliqua pour la première fois la nature de l’arc-en-ciel en 1637. Il associait la formation d'un arc-en-ciel à la réflexion et à la réfraction des rayons lumineux dans les gouttes d'eau.

Les couleurs de l'arc-en-ciel et la séquence de leur disposition ont été expliquées Isaac Newton en 1704. Il a découvert que la lumière est réfractée lorsqu'elle passe dans un milieu ayant une densité optique différente, et il a séparé la lumière blanche en couleurs du spectre à l'aide d'un prisme de verre.

Les arcs-en-ciel se forment en gouttes dont le diamètre ne dépasse pas 1 mm. Un rayon de soleil tombant sur une goutte subit une réflexion et deux réfractions. Du coup, elle revient à l’observateur, déjà décomposée selon les couleurs du spectre et sous un angle différent.

La figure montre un diagramme de la réfraction et de la réflexion de dix rayons parallèles de la même couleur, disons rouge, dans une goutte. Comme le montre la figure, le faisceau marqué par la ligne pointillée sort de la goutte à un angle de 42 degrés par rapport à la lumière du soleil. Ce rayon, avec les rayons proches, formera la bande rouge de l’arc-en-ciel. Les rayons restants sont dispersés dans un large éventail sous des angles plus petits, illuminant la zone située sous l’arc-en-ciel. C’est pourquoi le ciel sous un arc-en-ciel semble toujours plus clair qu’au-dessus.

Le faisceau de rayons qui forme un arc-en-ciel s'appelle Le rayon de Descartes nommé d'après le découvreur. Nous avons examiné le schéma de réfraction de dix rayons, mais Descartes en son temps a étudié, pas moins, 10 mille rayons !

Caractéristiques de l'arc-en-ciel.

Une caractéristique intéressante de l’arc-en-ciel est que chaque personne voit ton propre arc-en-ciel . Cela se produit parce que nous ne voyons que la lumière réfléchie qui forme un angle de 42° avec le rayon Soleil-Œil. Il est clair que chaque personne aura son propre rayon et, par conséquent, son propre arc-en-ciel. Lorsque la position de l'observateur change, l'arc-en-ciel bouge également.

Un autre aspect amusant des arcs-en-ciel est que nous les voyons tout le temps. au même endroit . Les gouttes qui réfléchissent la lumière de notre arc-en-ciel tombent au sol, mais à leur place viennent immédiatement d'autres qui, après avoir momentanément réfléchi la lumière du soleil, disparaissent également de notre champ de vision. C'est pourquoi nous voyons des arcs-en-ciel chaque fois qu'il pleut. Mais dès que la pluie faiblit, l’arc-en-ciel pâlit également, car il y a moins de gouttes qui nous envoient leurs salutations arc-en-ciel.

Makarov Anton

Dans son document de recherche, un élève de 4e année étudie les causes des arcs-en-ciel.

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Grand concours panrusse « Meilleur étudiant de 2011/2012 »

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Sujet de recherche:

« Ce monde incroyable qui nous entoure. Arc-en-ciel"

Makarov Anton Vassilievitch

4e année

MKOU "École secondaire n°2 r.p. Des connards"

Région de Saratov

r.p. Twitcheurs

2012

1. Introduction - 3 pages.
2. Description de l’arc-en-ciel dans la mythologie et articles scientifiques – 4 pages.
3. Comment apparaît un arc-en-ciel ? - 5, 6pages.

4. Pourquoi ne voyons-nous pas toujours des arcs-en-ciel ? – 7, 8 p.

5. Conclusion - 9, 10 pages.

6. Sources d'information – 11 pages.

Bascule multicolore
Il pendait au-dessus de la rivière.

/Arc-en-ciel/

Introduction

L'un des plus beaux phénomènes naturels est l'arc-en-ciel. J'adore les arcs-en-ciel ! Parfois, elle est si belle que vous vous arrêtez involontairement, vous oubliez tout et vous regardez. Lorsque nous voyons un arc-en-ciel, une vague d’émotions se produit immédiatement. Bien que ce phénomène ne se produise pas si souvent, il reste longtemps dans la mémoire et nous procure du bonheur.

"Pourquoi y a-t-il un arc-en-ciel ?"- Cette question est souvent posée par les enfants.

"... Lire de bons livres est une conversation avec les meilleures personnes du passé et, de plus, une telle conversation lorsqu'ils ne nous disent que leurs meilleures pensées."

/René Descartes/

Description de l'arc-en-ciel dans la mythologie et les articles scientifiques

Pour répondre à une question importante, j'ai lu les légendes et étudié des articles scientifiques et pédagogiques.

Ainsi, l’humanité a associé l’arc-en-ciel à de nombreuses croyances et légendes. Dans la mythologie grecque antique, par exemple, un arc-en-ciel est la route le long de laquelle le messager marchait entre le monde des dieux et le monde des hommes, Iris. Les anciens Slaves croyaient que l'arc-en-ciel boit l'eau des lacs, des rivières et des mers, qui pleut ensuite sur la terre. Et dans la Bible, un arc-en-ciel apparaît après le déluge mondial, comme symbole de l’union de Dieu et de l’humanité. L’arc-en-ciel a inspiré et continuera d’inspirer de nombreux poètes, artistes et photographes pour créer les œuvres d’art les plus brillantes. Il apparaît également dans de nombreux signes populaires liés aux prévisions météorologiques. Par exemple, un arc-en-ciel haut et raide annonce du beau temps, tandis qu’un arc-en-ciel bas et plat annonce du mauvais temps.

En 1611, l’archevêque Antonio Dominis tenta d’expliquer l’arc-en-ciel comme un phénomène naturel. Son explication de l’arc-en-ciel était contraire à la Bible, c’est pourquoi il fut excommunié et condamné à mort. Antonio Dominis est mort en prison avant son exécution. Son corps et ses manuscrits furent brûlés.

L'explication scientifique de l'arc-en-ciel a été donnée en 1635 par René Descartes.

En 1666, Isaac Newton démontra que la couleur blanche ordinaire est un mélange de rayons de couleurs différentes. «J'ai assombri ma chambre», écrit-il, «et j'ai fait un tout petit trou dans le volet pour laisser entrer la lumière du soleil.»

Sur le trajet du rayon solaire, le scientifique a placé un morceau de verre triangulaire spécial - un prisme. Sur le mur opposé, il vit une bande multicolore – un spectre. Newton a expliqué cela en disant que le prisme décomposait la couleur blanche en ses couleurs composantes. Newton fut le premier à comprendre que les rayons du soleil sont multicolores.

Chaque écolier peut répéter l'expérience de Newton. J'ai également répété cette expérience. J'ai utilisé une source de lumière artificielle. L'observation de la décomposition de la lumière en spectre lors de son passage à travers un prisme a été réalisée en classe, à l'aide d'un prisme et d'un projecteur. Pour ce faire, j'ai « attrapé » un rayon blanc avec un prisme et j'ai obtenu une image d'un arc-en-ciel sur le mur. La lumière, qui semblait blanche, jouait sur le mur avec toutes les couleurs de l'arc-en-ciel (ces bandes multicolores et lumineuses sont appelées spectre solaire). C'est ainsi que j'ai percé le secret du rayon, que le célèbre scientifique anglais a pénétré il y a 300 ans..

je J'ai regardé les objets blancs à travers un prisme, ils avaient l'air colorés, de couleur arc-en-ciel. Alors, pour qu’un arc-en-ciel apparaisse, il faut qu’un rayon de soleil traverse un prisme ? Mais il n’y a pas de prismes dans le ciel !

Comment apparaît un arc-en-ciel ?

Après la pluie, alors que les petites gouttelettes d'eau sont encore retenues par les courants d'air, les rayons du soleil les traversent, se réfractent, se réfléchissent et nous reviennent sous un angle de 42 degrés. Lorsque les rayons du soleil traversent les gouttelettes, la lumière se divise en couleurs allant du rouge au violet. Parfois, nous voyons non pas un, mais deux arcs-en-ciel dans le ciel ; la raison de l'apparition du second, comme du premier, est la réfraction et la réflexion de la lumière dans les gouttelettes d'eau. Les rayons du soleil ont le temps de se réfléchir deux fois sur la surface interne de chaque gouttelette.

Lorsqu’il pleut, il y a une énorme quantité de gouttelettes d’eau dans l’air. Chaque gouttelette joue le rôle d'un minuscule prisme, et comme il y en a beaucoup, l'arc-en-ciel s'avère être la moitié du ciel. Le bord extérieur de l’arc est généralement rouge et le bord intérieur est violet. Il existe sept couleurs dans le spectre solaire : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Pour mieux mémoriser leur séquence, les gens ont inventé la phrase suivante : « Chaque chasseur veut savoir où aller adhan." Les premières lettres des mots servent à mémoriser les couleurs.

L’apparence de l’arc-en-ciel, la luminosité des couleurs et la largeur des rayures dépendent de la taille et du nombre de gouttelettes dans l’air. Si les bandes de couleurs diffèrent en termes de luminosité, leur séquence est toujours la même - chaque couleur a sa propre place strictement assignée. Plus les gouttes de pluie sont grosses, plus l’arc-en-ciel est brillant.

Si les gouttes sont petites, l’arc-en-ciel apparaît pâle et à peine perceptible.

Plus les gouttes d'eau sont grosses, plus les couleurs de l'arc-en-ciel sont vives et saturées.

Deux personnes côte à côte ne peuvent pas voir exactement le même arc-en-ciel, car... La taille et la densité des gouttelettes peuvent varier d'un endroit à l'autre. Mais progressivement, le nombre et la taille des gouttelettes d'eau diminuent, elles s'évaporent ou tombent au sol, l'arc-en-ciel perd de son éclat, puis disparaît complètement...

Souvent, un arc-en-ciel peut être vu dans les embruns d'une cascade., fontaine ou même arroseur. Parfois, vous pouvez observer un arc-en-ciel latéral, situé au-dessus du premier et présentant une alternance de couleurs inversée. Cela se produit lorsqu’un rayon de soleil se reflète deux fois dans des gouttes d’eau.

Pourquoi ne voyons-nous pas toujours des arcs-en-ciel ?

1. Un arc-en-ciel n'apparaît que lorsque le soleil apparaît derrière les nuages ​​et uniquement dans la direction opposée au soleil.
2. Un arc-en-ciel se produit lorsque le soleil illumine un rideau de pluie.

Vous devez être strictement entre le soleil (il doit être derrière vous) et la pluie (il doit être devant vous). Sinon, vous ne pourrez pas voir l'arc-en-ciel !

Le soleil, nos yeux et le centre de l’arc-en-ciel devraient être sur la même ligne !

Si le soleil est haut dans le ciel, il est alors impossible de tracer une ligne aussi droite. C’est pourquoi les arcs-en-ciel ne peuvent être vus que tôt le matin ou en fin d’après-midi. Un arc-en-ciel apparaît à condition que la hauteur angulaire du soleil au-dessus de l'horizon ne dépasse pas 42 degrés.

Peut-il y avoir un arc-en-ciel sans pluie ?

Il s'avère qu'un tel miracle se produit également. En hiver, les cristaux de glace « flottent » dans l’air. Ils peuvent également diviser le blanc en sept couleurs de l’arc-en-ciel, de sorte que les arcs-en-ciel soient visibles même en hiver.

Un arc-en-ciel en hiver, selon les experts, est un phénomène unique, car la réfraction de la lumière solaire ne se produit pas dans les gouttelettes d'eau, comme en été, mais dans les cristaux de glace. Un tel phénomène peut être provoqué par certaines conditions météorologiques. À Novossibirsk, par exemple, un arc-en-ciel a été observé à 27 degrés en dessous de zéro. Le 8 novembre 2006, un arc-en-ciel hivernal décorait le ciel de Moscou. Cela s'est produit au coucher du soleil et s'est accompagné d'un spectacle époustouflant. Les rayons du soleil traversant les nuages ​​par le bas ont illuminé les nuages ​​de pluie gris foncé d'une lumière rose-orange.

Un arc-en-ciel peut également être vu la nuit, mais il sera alors moins brillant, car le clair de lune est moins intense que le soleil et, en cas de faible luminosité, la sensibilité de nos yeux est perdue ; seuls les récepteurs rétiniens qui perçoivent les tons gris fonctionnent. Ce phénomène est rare, car... La nuit, un arc-en-ciel n'apparaît que si la lune est pleine et non couverte de nuages, et s'il pleut fortement.

La résidente suédoise Marian Erikson a eu la chance de voir un tel arc-en-ciel. Un arc-en-ciel s’étendait dans le ciel nocturne et restait sous la pleine lune pendant une minute.

Conclusion

Un arc-en-ciel est un phénomène optique et météorologique atmosphérique, généralement observé après ou avant la pluie. Cela ressemble à un arc ou à un cercle composé des couleurs du spectre. Et cela se lève grâce au soleil.

En admirant l’arc-en-ciel, on ne peut s’empêcher de remarquer à quel point son pont multicolore est haut et raide. Mais en regardant depuis la surface de la Terre, nous ne pouvons pas voir plus de la moitié de l’arc. C'est une toute autre affaire si vous regardez un arc-en-ciel depuis le sommet d'une montagne dans une plaine basse, là où les gouttes de pluie atterrissent. Plus de la moitié du cercle se trouverait dans notre champ de vision, et dans des conditions particulièrement favorables, par exemple depuis le cockpit d'un avion, on peut voir un arc-en-ciel en forme d'anneau complet.

Les arcs-en-ciel sont insaisissables et de courte durée. Cela donne un sentiment de joie, mais, hélas, ce sentiment est éphémère. Cette « vision éphémère », étonnante par sa beauté, fond littéralement sous nos yeux, nous laissant un sentiment de légère tristesse.

F. I. Tyutchev a très bien écrit à ce sujet dans un poème

« « Comme c'est inattendu et brillant… » :

Comme c'est inattendu et brillant

Dans le ciel bleu et humide,

Arc aérien érigé

Dans votre célébration momentanée !

Une extrémité coincée dans les forêts,

Parti derrière le cloud pour les autres -

Elle couvrait la moitié du ciel

Et elle s'est épuisée au plus haut point.

Oh, dans cette vision arc-en-ciel

Quel régal pour les yeux !

Il nous est donné pour un instant,

Attrapez-le, attrapez-le vite !

Regardez - il est déjà devenu pâle,

Encore une minute ou deux – et puis quoi ?

Parti, complètement disparu, d'une manière ou d'une autre,

Ce que vous respirez et vivez.

Sources d'informations:

Gina Misiroglu « Nouveau livre de réponses au pourquoi »

Arc presque horizontal.

Connu sous le nom d’« arc-en-ciel de feu ». Des rayures colorées apparaissent directement dans le ciel à la suite de la lumière traversant les cristaux de glace des cirrus, recouvrant le ciel d'un « film arc-en-ciel ». Ce phénomène naturel est très difficile à observer, car les cristaux de glace et la lumière du soleil doivent être à un certain angle l’un par rapport à l’autre pour créer l’effet « arc-en-ciel de feu ».

Fantôme de Brocken.

Dans certaines régions de la Terre, vous pouvez observer un phénomène étonnant : une personne debout sur une colline ou une montagne, derrière laquelle le soleil se lève ou se couche, découvre que son ombre tombant sur les nuages ​​devient incroyablement immense. Cela se produit parce que de minuscules gouttes de brouillard réfractent et réfléchissent la lumière du soleil d’une manière particulière. Le phénomène tire son nom du pic du Brocken en Allemagne, où, en raison des brouillards fréquents, cet effet peut être régulièrement observé.

Arc proche du zénith.

Un arc proche du zénith est un arc centré au point zénithal, situé à environ 46 degrés au-dessus du Soleil. Il est rarement visible et seulement pendant quelques minutes, a des couleurs vives, des contours clairs et est toujours parallèle à l'horizon. Pour un observateur extérieur, cela ressemblera au sourire du chat du Cheshire ou à un arc-en-ciel inversé.

Arc-en-ciel brumeux.

Le halo brumeux ressemble à un arc-en-ciel incolore. Comme un arc-en-ciel ordinaire, ce halo est formé par la réfraction de la lumière à travers les cristaux d’eau. Cependant, contrairement aux nuages ​​​​qui forment un arc-en-ciel ordinaire, le brouillard qui crée ce halo est constitué de particules d'eau plus petites et la lumière, réfractée en minuscules gouttelettes, ne le colore pas.

Gloria.

Lorsque la lumière subit une rétrodiffusion (la diffraction de la lumière précédemment réfléchie dans les cristaux d’eau d’un nuage), elle revient du nuage dans la même direction dans laquelle elle est tombée, créant un effet appelé « Gloria ». Cet effet ne peut être observé que sur les nuages ​​​​situés directement devant l'observateur ou en dessous de lui, à un point situé du côté opposé à la source lumineuse. Ainsi, Gloria ne peut être vue que depuis une montagne ou depuis un avion, et les sources lumineuses (Soleil ou Lune) doivent être directement derrière l'observateur. Les cercles arc-en-ciel de Gloria sont également appelés Bouddha Lumière en Chine. Sur cette photo, un magnifique halo arc-en-ciel entoure l’ombre d’une montgolfière alors qu’elle tombe sur le nuage en contrebas.

Halo à 22 degrés.

Les cercles blancs de lumière autour du Soleil ou de la Lune qui résultent de la réfraction ou de la réflexion de la lumière par les cristaux de glace ou de neige dans l'atmosphère sont appelés halos. Il y a de petits cristaux d'eau dans l'atmosphère, et lorsque leurs faces forment un angle droit avec le plan passant par le Soleil, celui qui observe l'effet et les cristaux verront un halo blanc caractéristique entourant le Soleil dans le ciel. Ainsi, les bords réfléchissent les rayons lumineux avec une déviation de 22 degrés, formant un halo. Pendant la saison froide, les halos formés par les cristaux de glace et de neige à la surface de la terre réfléchissent la lumière du soleil et la diffusent dans différentes directions, créant un effet appelé « poussière de diamant ».

Nuages ​​arc-en-ciel.

Lorsque le Soleil est positionné à un certain angle par rapport aux gouttelettes d’eau qui composent le nuage, ces gouttelettes réfractent la lumière du soleil et créent un effet inhabituel de « nuage arc-en-ciel », le colorant de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Les nuages, comme les arcs-en-ciel, doivent leurs couleurs aux différentes longueurs d'onde de la lumière.

Arc lunaire.

Les cieux nocturnes sombres et la lumière vive de la Lune produisent souvent un phénomène appelé « arc lunaire », un arc-en-ciel qui apparaît à la lumière de la Lune. Ces arcs-en-ciel sont situés du côté du ciel opposé à la Lune et apparaissent le plus souvent complètement blancs. Cependant, on peut parfois les voir dans toute leur splendeur.

Parhélie.

« Parhélium » traduit du grec signifie « faux soleil ». C'est une des formes d'un halo (voir point 6) : une ou plusieurs images supplémentaires du Soleil sont observées dans le ciel, situées à la même hauteur au-dessus de l'horizon que le Soleil réel. Des millions de cristaux de glace à surface verticale, réfléchissant le Soleil, forment ce magnifique phénomène.

Arc-en-ciel.

L'arc-en-ciel est le plus beau phénomène atmosphérique. Les arcs-en-ciel peuvent prendre différentes formes, mais la règle commune à tous est la disposition des couleurs - dans l'ordre du spectre (rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet). Les arcs-en-ciel peuvent être observés lorsque le Soleil éclaire une partie du ciel et que l’air est saturé de gouttelettes d’humidité, par exemple pendant ou immédiatement après la pluie. Dans les temps anciens, l’apparition d’un arc-en-ciel dans le ciel avait une signification mystique. Voir un arc-en-ciel était considéré comme un bon présage ; conduire ou marcher sous cet arc-en-ciel promettait bonheur et succès. On disait que le double arc-en-ciel portait chance et exauçait les vœux. Les anciens Grecs croyaient que l’arc-en-ciel était un pont vers le ciel, et les Irlandais croyaient qu’à l’autre extrémité de l’arc-en-ciel se trouvait l’or légendaire des lutins.

Aurores boréales.

La lueur observée dans le ciel dans les régions polaires est appelée nord, ou aurore, ainsi que sud - dans l'hémisphère sud). On suppose que ce phénomène existe également dans les atmosphères d’autres planètes, comme Vénus. La nature et l’origine des aurores font l’objet d’intenses recherches et de nombreuses théories ont été développées à cet égard. Les aurores, selon les scientifiques, résultent du bombardement des couches supérieures de l'atmosphère par des particules chargées se déplaçant vers la Terre le long des lignes de champ géomagnétique depuis une région de l'espace proche de la Terre appelée couche de plasma. La projection de la couche de plasma le long des lignes de champ géomagnétique sur l’atmosphère terrestre a la forme d’anneaux entourant les pôles magnétiques nord et sud (ovales auroraux).

Traînée de condensation.

Les traînées de condensation sont des traînées blanches laissées dans le ciel par les avions. De par leur nature, il s'agit de brouillard condensé, constitué d'humidité présente dans l'atmosphère et de gaz d'échappement des moteurs. Le plus souvent, ces traces sont de courte durée : sous l'influence de températures élevées, elles s'évaporent simplement. Cependant, certains d’entre eux descendent dans les couches inférieures de l’atmosphère, formant des cirrus. Les écologistes estiment que les traînées de condensation des avions ainsi transformés ont un impact négatif sur le climat de la planète. De minces cirrus de haute altitude, obtenus à partir de traces d'avions modifiées, empêchent le passage de la lumière solaire et, par conséquent, abaissent la température de la planète, contrairement aux cirrus ordinaires, qui sont capables de retenir la chaleur de la terre.

Traînée d'échappement de fusée.

Les courants d'air dans les hautes couches de l'atmosphère déforment les traînées de condensation des fusées spatiales, et les particules de gaz d'échappement réfractent la lumière du soleil et peignent les traînées de condensation de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. D'énormes boucles multicolores s'étendent sur plusieurs kilomètres dans le ciel avant de s'évaporer.

Polarisation.

La polarisation est l'orientation des oscillations électromagnétiques d'une onde lumineuse dans l'espace. La polarisation de la lumière se produit lorsque la lumière frappe une surface selon un certain angle, est réfléchie et se polarise. La lumière polarisée se déplace également librement dans l’espace, tout comme la lumière du soleil ordinaire, mais l’œil humain est généralement incapable de détecter le changement de nuances de couleur résultant de l’effet de polarisation accru. Cette image, prise avec un objectif grand angle et un filtre polarisant, montre la couleur bleue intense que la charge électromagnétique donne au ciel. Nous ne pouvons voir un tel ciel qu’à travers un filtre de caméra.

Sentier d'étoiles.

La « traînée d’étoiles », invisible à l’œil nu, peut être capturée par un appareil photo. Cette photo a été prise de nuit, à l'aide d'un appareil photo monté sur un trépied, avec l'ouverture de l'objectif grande ouverte et une vitesse d'obturation de plus d'une heure. La photographie montre le « mouvement » du ciel étoilé : le changement naturel de la position de la Terre résultant de la rotation fait « bouger » les étoiles. La seule étoile fixe est Polaris, qui pointe vers le pôle Nord astronomique.

Rayons crépusculaires.

Les rayons crépusculaires sont des faisceaux divergents de lumière solaire qui deviennent visibles en raison de leur illumination de la poussière dans les hautes couches de l'atmosphère. Les ombres des nuages ​​forment des rayures sombres et les rayons se propagent entre elles. Cet effet se produit lorsque le Soleil est bas sur l'horizon avant le coucher du soleil ou après l'aube.

Mirage.

L'effet optique provoqué par la réfraction de la lumière lors du passage à travers des couches d'air de différentes densités s'exprime par l'apparition d'une image trompeuse - un mirage. Les mirages peuvent être observés dans les climats chauds, notamment dans les déserts. La surface lisse du sable au loin ressemble à une source d’eau ouverte, surtout lorsqu’elle est vue au loin depuis une dune ou une colline. Une illusion similaire se produit en ville par une chaude journée, sur l’asphalte chauffé par les rayons du soleil. En fait, la « surface de l’eau » n’est rien d’autre qu’un reflet du ciel. Parfois, les mirages montrent des objets entiers situés à une grande distance de l'observateur.

Piliers de lumière.

Les cristaux de glace plats réfléchissent la lumière dans la haute atmosphère et forment des colonnes de lumière verticales, comme s'ils émergeaient de la surface de la Terre. Les sources de lumière peuvent être la Lune, le Soleil ou des lumières artificielles.

Et ce phénomène, qu'ont observé autrefois les habitants de l'île de Madère, dans l'océan Atlantique, défie toute classification.

Nous avons tous vu à plusieurs reprises un phénomène naturel aussi étonnant et fascinant : un arc-en-ciel. Comment se produit-il, à cause duquel un énorme arc de sept couleurs apparaît dans le ciel ? Examinons de plus près l'essence de l'arc-en-ciel en tant que phénomène atmosphérique et naturel.

Qu'est-ce qu'un arc-en-ciel en tant que phénomène naturel ?

L’arc-en-ciel est l’un des plus beaux phénomènes naturels habituellement observés après la pluie. Les arcs-en-ciel sont visibles après la pluie car le soleil illumine de nombreuses gouttelettes d'eau dans l'atmosphère terrestre. En forme, un arc-en-ciel est un demi-cercle ou un arc composé de sept couleurs du spectre - une bande multicolore. Plus le point de vue d'un arc-en-ciel est élevé, plus il est complet et riche : par exemple, depuis la hauteur d'un avion, vous pouvez même voir le cercle complet décrit par l'arc-en-ciel. Il existe un schéma naturel : lorsque vous observez un arc-en-ciel, le soleil est toujours derrière vous.

Comment et pourquoi un arc-en-ciel apparaît-il ?

Un arc-en-ciel est avant tout un phénomène physique basé sur l’interaction de la lumière et de l’eau. La lumière du soleil est réfractée et réfléchie par les gouttelettes d'eau qui flottent dans l'atmosphère. Les gouttes réfléchissent ou dévient la lumière de différentes manières. Un observateur qui se tient dos au soleil (la source de lumière) voit une lueur multicolore devant lui. Ce n'est rien d'autre que de la lumière blanche, se décomposant en un spectre de sept couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Mais il convient de noter que l'arc-en-ciel, comme de nombreux phénomènes physiques, a une particularité : sept couleurs ne sont rien de plus qu'une illusion d'optique, mais en fait le spectre est continu et ses couleurs se transforment en douceur les unes dans les autres à travers de nombreuses nuances intermédiaires.

Couleurs de l'arc-en-ciel

Les couleurs de l'arc-en-ciel sont familières à presque tout le monde grâce à la comptine pour enfants « Chaque chasseur veut savoir où est assis le faisan ». Il est d'usage de parler de sept couleurs spectrales : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Cependant, le nombre de couleurs perçues par l'œil dépend également de la culture d'un peuple et d'une époque particuliers. Regardons comment différents peuples voyaient les couleurs de l'arc-en-ciel.

• Pour le peuple russe, un arc-en-ciel est un arc de sept couleurs.
• Pour les Britanniques et les Américains, un arc-en-ciel est composé de six couleurs, puisque le bleu et le bleu sont de la même couleur en anglais.
• Chez les aborigènes australiens, l’arc-en-ciel était associé à six serpents symboliques.
• Certaines tribus africaines ne distinguent que deux couleurs de l'arc-en-ciel, ou plutôt des nuances - claires et sombres.
• Le grand philosophe grec Aristote n'a identifié que trois couleurs primaires : le rouge, le violet et le vert, et leurs combinaisons, à son avis, donnaient le reste des couleurs.

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TRAVAIL DE RECHERCHE

SUR LE THÈME DE :

« L’ARC-EN-CIEL EST LE PLUS BEAU DE TOUS LES PHÉNOMÈNES DE LA NATURE »

Les travaux ont été complétés par :

Dukhanina Nastya,

Kazachkov Nastya et Vika

Classe 3A

Berdsk

Objectif du travail : découvrez la raison de l'apparition d'un arc-en-ciel, découvrez les couleurs et l'ordre de disposition dans un arc-en-ciel et si les arcs-en-ciel multicolores sont les seuls que l'on trouve dans la nature.

Tâche: apprendre et expliquer comment et pourquoi un arc-en-ciel apparaît avec un certain arrangement de couleurs, quels types d'arcs-en-ciel existent.

Objet d'étudeest un phénomène naturel de l'arc-en-ciel.

Sujet d'étude– la notion d’« arc-en-ciel » en tant que phénomène naturel.

Hypothèses:

Un arc-en-ciel n'apparaît que par une journée ensoleillée après la pluie, lorsque les rayons du soleil traversent les gouttes de pluie.

Si vous remplacez les rayons du soleil par une source de lumière artificielle, vous pouvez également obtenir un arc-en-ciel.

Existe-t-il d'autres arcs-en-ciel dans la nature ?

Les couleurs de l’arc-en-ciel apparaissent dans un ordre précis.

Méthodes de base qui ont été utilisés - étude de la littérature, observation, expérience.

1. Introduction

Ce sujet nous a intéressé lorsque nous avons vu un arc multicolore dans le ciel. Quel autre phénomène naturel peut être comparé en beauté à un arc-en-ciel ? L’aurore est possible, mais peu de gens l’ont vue. Et tout le monde a vu l’arc-en-ciel qui apparaît immédiatement après la pluie. Apparaissant dans le ciel, elle attire l'attention. Le mot « arc-en-ciel » lui-même est similaire au mot « joie ». Et en fait, c'est joyeux quand soudain un arc incroyablement beau apparaît dans le ciel.

Parmi les phénomènes naturels les plus brillants, l’arc-en-ciel est l’un des plus beaux et les gens réfléchissent depuis longtemps à sa nature. Même Aristote, l’ancien philosophe grec, a tenté d’expliquer la raison de l’arc-en-ciel. L'orage passe et un arc-en-ciel apparaît dans le ciel. Parfois, on peut voir deux arcs-en-ciel à la fois. Le second sera beaucoup plus pâle que le premier et ses couleurs seront dans l'ordre inverse.

Dans la mythologie grecque antique, par exemple, un arc-en-ciel est la route entre le ciel et la terre, le long de laquelle marchait la messagère entre le monde des dieux et le monde des hommes, Iris. En Chine, on croyait que l’arc-en-ciel était un dragon céleste, l’union du ciel et de la terre. Dans les mythes et légendes slaves, l'arc-en-ciel était considéré comme un pont céleste magique entre le ciel et la terre, une route le long de laquelle les anges descendent du ciel pour puiser l'eau des rivières. Ils versent cette eau dans les nuages, et de là elle tombe sous forme de pluie vivifiante.

Il existe plusieurs versions de l'origine du mot arc-en-ciel, la plus courante est que le mot « arc-en-ciel » vient de « arc-en-ciel », qui en ukrainien signifie « arc hétéroclite ». Une autre version du nom est « Ra » – le dieu du soleil, « arc » – en raison de sa forme incurvée.

Les peuples slaves ont proposé différents noms pour l'arc-en-ciel : arc, veselka, veselukha, arc de Dieu, ceinture, beauté, krasulya et bien d'autres.

Les gens pourraient utiliser l’arc-en-ciel pour déterminer la météo des prochains jours :

1. Il y a plus de rouge dans l'arc-en-ciel - vers le vent.
2. Un arc-en-ciel haut et raide jusqu'au seau ; plat et bas - au mauvais temps.
3. Si un arc-en-ciel disparaît rapidement après la pluie, cela signifie un temps clair, et s'il dure longtemps, cela signifie du mauvais temps.
4. Arc-en-ciel le matin - pour la pluie.

1. Comment apparaît un arc-en-ciel ?

D’où vient l’étonnante lumière colorée qui provient des arcs de l’arc-en-ciel ?

Un arc-en-ciel est simplement constitué des rayons du soleil qui se réfractent à travers les gouttes de pluie. Lorsqu’il pleut, il y a une énorme quantité de gouttelettes d’eau dans l’air. Chaque gouttelette joue le rôle d'un minuscule prisme, et comme il y en a tellement, l'arc-en-ciel s'avère être la moitié du ciel. Il s'avère que c'est lui qui construit des portes multicolores dans le ciel rapidement et magnifiquement ! Rayon de soleil et gouttes de pluie. Le bord extérieur de l’arc est généralement rouge et le bord intérieur est violet. Il y a sept couleurs dans l'arc-en-ciel. Pour mieux se souvenir de leur séquence, les gens ont inventé la phrase suivante : « Chaque chasseur veut savoir où est assis le faisan. » La Taupe a cousu des sweat-shirts bleus pour le Mouton, la Girafe et le Lapin. Dans ces phrases, la lettre initiale de chaque mot correspond à la lettre initiale du nom d'une certaine couleur.

Que signifie chaque couleur de l’arc-en-ciel ?

La couleur rouge est la plus forte. C'est la couleur de l'activité, de la confiance, de la célébration.

L'orange est la couleur de la bonne humeur. Il est le plus joyeux, ouvert, amical et émotif.

Le jaune est la couleur du soleil, synonyme de chaleur et d’optimisme. Cela a un bon effet sur l'attention et la mémoire.

Le vert est la couleur de la jeunesse, de la croissance, de la nouveauté. Le vert est apaisant, relaxant et a un effet bénéfique sur la vision.

Le bleu est la couleur du ciel, du vol, des rêves. A un effet calmant. Le bleu est la couleur de la constance, de la confiance, de la vérité et de la profondeur. Calme et apaise. Représente la paix, l'harmonie, la nouveauté.

Le violet est une couleur complexe, riche et mystique.

L’apparence de l’arc-en-ciel, la luminosité des couleurs et la largeur des rayures dépendent de la taille et du nombre de gouttelettes dans l’air. Plus les gouttes de pluie sont grosses, plus l’arc-en-ciel est brillant. Si les gouttes sont petites, l’arc-en-ciel apparaît pâle et à peine perceptible. Des recherches ont montré que l’œil humain peut distinguer 160 nuances de couleurs. Cela se produit parce qu’il n’y a pas de frontière claire entre les couleurs : une couleur passe dans une autre à travers toutes les nuances. Les couleurs principales de l’arc-en-ciel sont le rouge, le jaune et le bleu. Grâce à eux, vous pouvez obtenir toutes les autres couleurs de l'arc-en-ciel.

Nous avons l'habitude de voir un arc-en-ciel comme un arc, mais il s'avère que cet arc n'est qu'une partie d'un cercle multicolore. La forme d’un arc-en-ciel naturel est déterminée par la forme des gouttelettes d’eau dans lesquelles la lumière du soleil est réfractée. Ce phénomène atmosphérique ne peut être observé dans son intégralité qu'à haute altitude, par exemple depuis un avion.

Conclusion : un arc-en-ciel est rond, apparaît par temps ensoleillé lors de pluie, lorsque les rayons du soleil traversent les gouttes de pluie. Un arc-en-ciel peut être dessiné en utilisant seulement trois couleurs (rouge, jaune, bleu).

Bien entendu, les gens ne pensaient pas seulement au beau temps lorsqu’ils admiraient l’arc-en-ciel. Les idées sur le bien-être et le bonheur ont longtemps été associées à l’arc-en-ciel. On croyait qu'à l'endroit où l'arc-en-ciel semble aller avec une de ses extrémités dans le sol, on pouvait déterrer un pot d'or. Et pour être heureux et réussir dans tous les domaines jusqu'à la fin de sa vie, il suffit de marcher pieds nus sous l'arc-en-ciel au moins une fois. C'est juste dommage que personne n'ait jamais pu marcher sous l'arc-en-ciel, personne n'ait pu s'approcher de sa base.

1. Peut-il y avoir un arc-en-ciel sans pluie ?

Un tel miracle se produit également. En hiver, les cristaux de glace « flottent » dans l’air. Ils peuvent également diviser le blanc en sept couleurs de l’arc-en-ciel, de sorte que les arcs-en-ciel soient visibles même en hiver.

Des arcs-en-ciel peuvent être vus près des cascades, des fontaines, sur fond d'un rideau de gouttes pulvérisées par un arroseur ou un arroseur de champ. Vous pouvez créer vous-même un rideau de gouttes à partir d'un flacon pulvérisateur à main et, dos au soleil, voir un arc-en-ciel créé de vos propres mains.

1. Faire des arcs-en-ciel à la maison

4.1. Préparez une solution savonneuse et soufflez une bulle de savon. Un arc-en-ciel est apparu sur la bulle. La lumière traversant une bulle de savon est réfractée et se divise en couleurs, donnant naissance à un arc-en-ciel. Une bulle de savon est un prisme.

4.2. Matériel : feuille de papier, verre cristal.

Déroulement de l'expérience. Vous devez placer le verre de cristal sur une feuille de papier blanc. Essayez d'attraper la lumière du soleil avec un verre. Des rayures de couleur arc-en-ciel apparaîtront sur une feuille de papier.

1. Quels types d’arcs-en-ciel existe-t-il ?

Au cours de nos recherches, nous avons appris qu’il existe différents arcs-en-ciel sur terre.

Rouge...

Un arc-en-ciel rouge n'apparaît dans le ciel qu'au coucher du soleil. Parfois, il peut être extrêmement lumineux et rester visible même 5 à 10 minutes après le coucher du soleil.

Blanc...

Pourquoi l'arc-en-ciel nous semble-t-il blanc ? Le problème est la taille des gouttelettes sur lesquelles les rayons du soleil sont réfléchis. Un arc-en-ciel blanc apparaît par temps brumeux. La taille des particules de brouillard est très petite. Les couleurs semblent se chevaucher et l'œil ne distingue plus les couleurs, mais ne voit qu'un arc lumineux incolore - un arc-en-ciel blanc.

Lunaire...

La nuit, lorsque la pleine, définitivement pleine lune, est suspendue haut dans le ciel sombre, nécessairement sombre, et qu'en même temps il pleut en face de la lune, vous aurez peut-être la chance de voir un arc-en-ciel nocturne ! Il existe de nombreuses conditions pour son apparition, nous voyons donc rarement un arc-en-ciel lunaire. Rare, mais possible ! Et elle nous paraîtra aussi blanche. Même si en fait c'est assez coloré.

Le fait est que notre vision est conçue de telle manière que dans des conditions de faible luminosité, les récepteurs les plus sensibles de l'œil - les « bâtonnets » - ne fonctionnent presque pas, de sorte que l'arc-en-ciel lunaire semble blanchâtre.

Ardent…

Un arc-en-ciel de feu est l’un des phénomènes atmosphériques les plus rares. Il se forme en raison du passage de la lumière à travers de légers cirrus et ne se produit que lorsque le soleil est très haut dans le ciel...

Il s’avère que le mystérieux « feu » céleste est né de la glace ! Après tout, les cirrus sont situés très haut au-dessus de la terre, où il fait très froid à tout moment de l'année, et ils sont donc constitués de cristaux de glace plats !

Un arc-en-ciel de feu est un phénomène relativement rare et unique.

"Smiley" dans le ciel...

Un arc-en-ciel inversé est un type d’arc-en-ciel de feu et est encore plus rare. En plus des conditions d'apparition d'un arc-en-ciel de feu, pour qu'il apparaisse comme un smiley arc-en-ciel dans le ciel, il faut que le centre de son arc soit au zénith, situé au-dessus du Soleil. Un arc-en-ciel inversé est très lumineux, avec les couleurs du spectre inversées : violet en haut, rouge en bas.

Parfois, jusqu'à 2, 3, 4 arcs-en-ciel sont visibles dans le ciel - l'un d'eux est très brillant, le second est plus pâle. Cela signifie que le rayon du soleil se reflète deux fois dans les gouttes d'eau. Dans le même temps, dans un autre arc-en-ciel, les couleurs des rayures sont disposées dans l'ordre inverse - la partie supérieure de l'arc est violette et la partie inférieure est rouge.

Les seconds arcs-en-ciel se forment en raison de la double réflexion de la lumière du soleil dans les gouttes de pluie. La distance entre deux arcs-en-ciel était appelée « ruban d'Alexandre » - du nom du scientifique Alexandre d'Aphrodisias, qui a décrit ce phénomène.

Triple arc-en-ciel

Et le plus étonnant, c'est un arc-en-ciel en hiver ! C'est très étrange, inhabituel. Le givre crépite, le froid soleil d’hiver brille dans le ciel bleu pâle et de minuscules cristaux de glace flottent dans l’air. Un rayon de soleil traverse ces cristaux, est réfracté comme dans un prisme et se reflète dans le ciel comme un magnifique arc-en-ciel.

1. Conclusion:

La mise en œuvre de ce travail nous a permis de développer nos compétences dans le travail avec de la littérature complémentaire, la capacité de mener des expériences, d'analyser les résultats obtenus et de justifier les résultats de la recherche. En travaillant sur le projet, nous avons découvert le phénomène naturel de l'arc-en-ciel : comment un arc-en-ciel apparaît et pourquoi il est multicolore, déterminé quel est le lien entre la pluie, le soleil et l'apparition d'un arc-en-ciel, appris qu'un arc-en-ciel peut être un arc, ou peut-être double ou même triple. Il existe un arc-en-ciel nocturne (lunaire) et un arc-en-ciel d'hiver, mais il est très rare et pas aussi coloré que celui d'été. De l'histoire de l'étude de l'arc-en-ciel, nous avons découvert que beaucoup ont tenté d'expliquer la nature de ce phénomène, mais Isaac Newton a pleinement révélé ce phénomène. Nous avons prouvé expérimentalement que l'effet arc-en-ciel peut être obtenu à la maison et à tout moment de l'année, vous pouvez admirer ce magnifique phénomène naturel qui recèle encore de nombreux mystères.

L'objectif - connaître la nature du phénomène optique atmosphérique - l'arc-en-ciel - a été atteint par nous, les hypothèses que nous avions avancées ont été confirmées.

1. Un arc-en-ciel est un phénomène atmosphérique observé après la pluie : il apparaît uniquement lorsque le soleil apparaît derrière les nuages ​​et uniquement dans la direction opposée au soleil.

2. Un arc-en-ciel se compose de certaines couleurs disposées dans une séquence claire et définie.

3. L'arc-en-ciel peut être différent : ardent, rouge, lunaire, blanc.

4. Arc-en-ciel :

Rond, apparaît uniquement lorsque le soleil apparaît derrière les nuages ​​et uniquement dans la direction opposée au soleil.

Se produit lorsque le soleil illumine un rideau de pluie.

5. La taille des gouttes affecte l’apparence de l’arc-en-ciel.

6. Les arcs-en-ciel peuvent être obtenus sans pluie en laboratoire.

Aperçu:

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Légendes des diapositives :

Rainbow Kazachkova Nastya Kazachkova Vika Dukhanina Nastya 3e classe A École secondaire MBOU n°8 Berdsk