Spektakl na niebie
Tęcza jest jednym z najpiękniejszych zjawisk, jakie można obserwować na niebie. Dawniej wierzono, że jeśli dojdzie się do miejsca, gdzie tęcza styka się z ziemią, to odnajdzie się zakopany skarb. Niestety, jest to tylko legenda. W dodatku takiego miejsca nie ma! Wbrew pozorom, tęcza nie dotyka ziemi w ogóle.
że światło rozchodzi się prostoliniowo;
że światło ma zdolność odbicia, załamania i rozproszenia;
że głównym źródłem światła na Ziemi jest Słońce.
opisywać działanie pryzmatu;
wymieniać barwy składające się na światło białe;
omawiać warunki konieczne do powstania tęczy.
1. Czy białe światło jest białe?
Widziane przez człowieka światło słoneczne jest białe. Okazuje się jednak, że nie jest jednolite. W rzeczywistości jest mieszaniną wielu części postrzeganych przez nas jako różne kolory. Pełen zakres światła docierającego do nas ze Słońca składa się z całej gamy barw dostępnych dla wzroku człowieka, czyli: czerwonej, zielonej i niebieskiej, oraz wszystkich barw pośrednich między nimi – jest ich nieskończenie wiele. Skąd wiemy, że tak jest? Udowodniono to już dawno za pomocą szklanego przedmiotu zwanego pryzmatempryzmatem. Zjawisko, które obserwujemy dzieki pryzmatowi nosi nazwę rozszczepienia światła.
Czy można udowodnić, że światło ulega rozszczepieniu, jeśli nie mamy pryzmatu? Owszem, w tym celu możemy wykonać prostą obserwację.
Rozszczepienie światła białego na barwy składowe.
miska,
kartka papieru,
lusterko,
lampka lub latarka z białym światłem.
Przymocuj kartkę do ściany.
Nalej wody do miski.
Zanurz lusterko tak, by było do połowy zanurzone w wodzie.
Zapal latarkę i oświetl lusterko w miejscu, gdzie znajduje się linia wody. Ustaw lusterko tak, by światło padało na kartkę. Co obserwujesz?
Białe światło, przechodząc przez wodę, ulega załamaniu i rozszczepieniu. Na ekranie widzimy więc barwy, z których składa się światło białe. W wyniku rozszczepienia światła białego uzyskujemy różnobarwne paski płynnie przechodzące od koloru czerwonego, przez pomarańczowy, żółty, zielony i niebieski, aż do fioletowego.
Jak to się dzieje, że widzimy barwy? Otóż każdy przedmiot albo sam świeci, albo pochłania bądź odbija światło. Na przykład książkę o czerwonej okładce widzimy dzięki temu, że pochłonęła ona większość światła, z wyjątkiem barwy czerwonej, która została odbita i trafiła do naszego oka.
Wszystkie barwy możemy uzyskać mieszając trzy barwy światła – czerwoną, niebieską i zieloną. Na przykład kolor żółty powstaje w wyniku nałożenia się światła czerwonego i zielonego.
Czerwona barwa zwraca uwagę i budzi niepokój. Dzieje się tak m.in. dlatego, że kojarzy nam się z zagrożeniem, np. z krwawieniem. Dlatego kolor czerwony często wykorzystuje się jako ostrzegawczy. Na całym świecie czerwone światło na drodze oznacza sygnał „stop”. Szlabany na przejazdach kolejowych także maluje się na czerwony kolor, by były lepiej widoczne.
2. Czy tęcza ma związek z rozszczepieniem światła?
Nie tylko pryzmat rozszczepia światło. Taką właściwość mają także krople wody. W wyniku załamania się światła słonecznego na granicy powietrza i wody dochodzi do jego rozszczepienia. Gdy krople wody unoszą się w powietrzu podczas padającego deszczu, a jednocześnie chmura oświetlona jest promieniami Słońca, może pojawić się niezwykle efektowne zjawisko tęczytęczy.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Prezentowany jest widok na człowieka stojącego na łące, patrzącego w niebo, które stopniowo zasnuwa się chmurami. Człowiek obraca się, widzi, że za nim niebo jest czyste i świeci Słońce. Człowiek znów obraca się plecami do Słońca, patrzy na chmury. Zaczyna z nich padać deszcz. Stopniowo pojawia się tęcza. Pojawia się zbliżenie na krople wody, widać, jak przez kroplę przebiega promień światła, załamuje się i rozszczepia. Ujęcie rozszczepionych promieni, które stają się elementem tęczy. Widok obserwatora, za nim Słońce, przed nim tęcza, pojawia się linia łącząca Słońce, głowę obserwatora i środek tęczy.
Warto pamiętać, że tęcza nie istnieje w konkretnym miejscu. Jest to jedynie obraz postrzegany przez obserwatora. Kilka osób obserwujących w tej samej chwili tęczę z różnych miejsc widzi ją nieco inaczej.
Innym zjawiskiem świetlnym w atmosferze jest halohalo. Jest to świetlisty krąg otaczający tarczę Słońca lub Księżyca. Część nieba widoczna wewnątrz kręgu jest wyraźnie ciemniejsza niż reszta. Halo powstaje na skutek załamania światła na kryształkach lodu lub w ich wnętrzu, w wysokich chmurach pierzastych.
Wyjaśnij, w jakich okolicznościach możesz obejrzeć zjawisko rozszczepienia światła.
Obserwując tęczę w wysokich górach albo z pokładu samolotu, przy niskim położeniu Słońca nad horyzontem, można zobaczyć prawie cały krąg tęczy.
Podsumowanie
Światło białe można rozszczepić na barwy składowe.
Przyrządem służącym do rozszczepienia światła jest pryzmat.
Rozszczepienie światła ma związek z powstawaniem zjawisk optycznych, np. tęczy i halo.
Przeprowadź eksperyment odwrotny do rozszczepienia światła – połącz jego barwy składowe. Pokoloruj starannie okrągłą białą tekturkę zgodnie z załączonym wzorem. Przymocuj ją za pomocą plasteliny do jednej końcówki ręcznego miksera kuchennego. Obserwuj, jaki kolor ma wirująca, wielobarwna tarcza.
Zobacz także
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Światło i dźwięk
Wędrówki Słońca
Jak porusza się światło?
Słowniczek
zjawisko w atmosferze mające postać świetlistego kręgu wokół tarczy Słońca lub Księżyca; powstaje w wyniku załamania światła w kryształkach lodu budujących chmury pierzaste
bryła z przezroczystego materiału o dwóch ścianach nachylonych względem siebie pod kątem odpowiednim dla rozszczepienia światła
zjawisko mające postać barwnego kręgu widocznego po przeciwnej stronie niż Słońce; powstaje w wyniku rozszczepienia światła białego w kropelkach wody
Zadania
Wskaż nazwy kolorów, które nie powstają w wyniku rozszczepienia światła słonecznego po przejściu przez pryzmat.
- biały
- czarny
- brązowy
- szary
- żółty
- pomarańczowy
- czerwony
- fioletowy
- niebieski
- zielony
Wskaż nazwy obiektów, wokół których może ukazać się zjawisko halo.
- Słońce
- Księżyc
- Ziemia
- chmura burzowa
- widnokrąg
- pryzmat
- tęcza
- wodospad
Wskaż, które zdanie są prawdziwe, a które fałszywe.
| Prawda | Fałsz | |
| Pryzmat zbudowany jest z przezroczystego materiału. | □ | □ |
| Pryzmat służy stwarzaniu cienia. | □ | □ |
| Tęczę można zobaczyć, kiedy w powietrzu unoszą się krople wody, a jednocześnie świeci Słońce. | □ | □ |
| Tęcza, kiedy się pojawi, istnieje w jednym, konkretnym miejscu. | □ | □ |
Uzupełnij z listy.
połączenia, źródła, Słońca, światłom, kolorom, dodawaniu, rozdzieleniu, pokolorowania, wzmocnieniu, wygaszeniu, odbiciu, załamaniu, krańca świata, źródłom, Słońcom, wybielenia, rozszczepienia, ośrodka, pomnożeniu, odjęciu
Światło przechodząc z jednego .............................. do drugiego, ulega .............................., a jego części odpowiadające różnym .............................. załamują się pod różnymi kątami i ulegają .............................. , co w efekcie prowadzi do .............................. światła.