Номер 1, страница 13 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

1. Используя цепочку научного познания, попытайтесь объяснить заинтересовавшие вас природные явления.

1. Используя цепочку научного познания, попытайтесь объяснить заинтересовавшие вас природные явления.

Рассмотрим в качестве примера такое красивое и известное природное явление, как радуга, и объясним его, следуя этапам научного познания.

Наблюдение: После дождя, в солнечный день, на небе напротив Солнца можно увидеть огромную разноцветную дугу. Цвета в ней всегда идут в строгом порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Радуга появляется, только если наблюдатель находится между солнцем (которое светит ему в спину) и областью, где идет дождь или висит водяная взвесь.

Формулирование проблемы/вопроса: Почему возникает радуга? Откуда берутся цвета, если солнечный свет кажется белым? Почему она имеет форму дуги и почему цвета расположены именно в такой последовательности?

Выдвижение гипотезы: Можно предположить, что радуга — это результат взаимодействия солнечного света с каплями воды, оставшимися в атмосфере после дождя. Вероятно, каждая капля воды работает как маленькая призма, раскладывая белый солнечный свет на составляющие его цвета (спектр). Форма дуги и расположение цветов связаны с геометрией прохождения света через капли и положением наблюдателя.

Экспериментальная проверка гипотезы: Эту гипотезу можно проверить несколькими способами.
1. Наблюдение в природе: Можно заметить, что радугу можно увидеть не только после дождя, но и в брызгах водопада, фонтана или даже при поливе газона из шланга в солнечный день. Это подтверждает, что для явления необходимы источник света и капли воды.
2. Лабораторный эксперимент: Исторически ключевую роль сыграли опыты Исаака Ньютона. В XVII веке он с помощью стеклянной призмы доказал, что белый свет является составным. Пропустив узкий пучок солнечного света через призму, он получил на экране полоску всех цветов радуги. Этот эксперимент наглядно продемонстрировал явление дисперсии света — зависимости показателя преломления среды от цвета (длины волны) света.

Анализ результатов и формулирование вывода: Эксперименты подтверждают гипотезу. Белый солнечный свет, попадая в сферическую каплю воды, преломляется на ее поверхности, затем отражается от внутренней задней стенки капли и, выходя из нее, преломляется еще раз. Из-за явления дисперсии лучи разного цвета выходят из капли под разными углами. Красный свет отклоняется на меньший угол (около 42° от направления, противоположного солнечному), а фиолетовый — на больший. В глаз наблюдателя попадает свет только от тех капель, которые находятся под определенным углом к линии "солнце-наблюдатель". В результате мы видим совокупность этих капель как цветные дуги. От капель, расположенных выше, к нам в глаз попадает красный свет, а от тех, что ниже, — фиолетовый. Поэтому мы видим радугу как дугу с красным цветом снаружи и фиолетовым внутри.

Создание теории/закона: На основе этих выводов была создана и многократно подтверждена физическая теория радуги. Она является частью более общего раздела оптики и основывается на фундаментальных законах: законе преломления света (закон Снеллиуса: $n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$) и явлении дисперсии. Эта теория позволяет не только объяснить основную радугу, но и предсказать и описать более сложные явления, например, двойную радугу (где порядок цветов обратный) или бледную туманную радугу (белую).

Ответ: Используя цепочку научного познания (наблюдение → вопрос → гипотеза → эксперимент → вывод → теория), можно объяснить возникновение радуги. Радуга — это оптическое явление, возникающее в результате дисперсии света, то есть разложения белого солнечного света на спектр при его преломлении и отражении в каплях воды в атмосфере. Форма дуги и последовательность цветов обусловлены законами оптики и конкретной геометрией наблюдения.