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.
w jaki sposób rozchodzi się światło;
na czym polega zdolność światła do odbicia, załamania i rozproszenia;
naturalne i sztuczne źródła światła.
Scharakteryzujesz działanie pryzmatu.
Wymienisz barwy składające się na światło białe.
Omówisz warunki konieczne do powstawania 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. Wyszczególnia się z reguły następujące barwy: czerwony (na zewnątrz łuku), pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy (wewnątrz łuku). Skąd wiemy, że tak jest? Udowodniono to już dawno za pomocą szklanego przedmiotu zwanego pryzmatempryzmatem. Zjawisko, które obserwujemy dzięki pryzmatowi nosi nazwę rozszczepienia światła widzialnego, a obraz uzyskany w jego wyniku to widmo kolorów.
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 pod adresem /preview/resource/RHLhBfzCHcbdU
Prezentowane jest powstawanie tęczy związane jest z załamaniem i rozszczepieniem promieni światła przez krople wody.
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.
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.
Praca domowa
Słownik
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