فرادرس
ساخت رنگین کمان | چگونه رنگین کمان بسازیم؟ — به زبان ساده
احتمالاً می‌دانید که نور اطراف ما که نور سفید نامیده میشود در واقع از تمام رنگهای رنگین کمان تشکیل شده است. در این نوشتار قصد داریم به شما آموزش دهیم تا چگونه این رنگ سفید را تجزیه کنید و رنگین کمان بسازید. در حقیقت باید عنوان کرد که این مطلب به ساخت رنگین کمان اختصاص دارد.
چرا رنگین کمان شکل میگیرد؟
رنگین کمانها در آسمان در مقابل خورشید دیده میشوند و در اثر شکست (خم شدن نور) و پراکندگی (تقسیم) نور خورشید در قطرات باران یا غبار ایجاد میشوند. نور خورشید که به باران یا غبار برخورد می‌کند به رنگهای تشکیل دهنده آن پراکنده یا تقسیم می شود زیرا نور در زوایای مختلف منعکس میشوند و در نتیجه رنگین کمان ایجاد می‌کنند. در حقیقت رنگهای مختلف به مقدار مختلف شکسته و خم میشوند. هر رنگ رنگین کمان طول موج متفاوتی دارد. رنگهای رنگین کمان به ترتیب عبارت از قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش هستند. برای آشنایی بیشتر با دلایل تشکیل رنگین کمان مطلب رنگین کمان چیست و رنگین کمان چگونه تشکیل می شود؟ | به زبان ساده را در فرادرس بخوانید.
رنگهای رنگین کمان را به ترتیب نام ببرید؟
رنگهای یک رنگین کمان به ترتیب عبارت از قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش هستند.
شکست نور چیست؟
انکسار یا شکست نور هنگامی رخ میدهد که نور در هنگام عبور از مادهای شفاف به عنوان مثال شیشه، منشور یا قطرات باران خم میشود. برای آشنایی بیشتر با شکست نور مطلب شکست نور — به زبان ساده را در مجله فرادرس مطالعه کنید.
ساخت رنگین کمان در یک روز آفتابی چگونه است؟
اگر یک بطری اسپری کننده مایعات یا لوله شلنگ آب در اختیار دارید که می‌تواند آب را خوبی اسپری کند و قطرات کوچک آب را در فضا ایجاد کند، می‌توانید ساخت رنگین کمان را در یک روز آفتابی انجام دهید. در حقیقت شما با یک بطری اسپری کننده مایعات یا شلنگ آب باران مصنوعی می‌سازید.
پشت به خورشید بایستید و آب را در هوا بپاشید و یا اسپری کنید، حتی شاید مجبور شوید شلنگ آبی که در دست دارید به اطراف حرکت دهید تا بهترین زاویه را برای ساخت رنگین کمان پیدا کنید. ولی سوالی که ممکن است به ذهنتان برسد این است که چگونه می‌توانید با قطرات آب رنگین کمان بسازید؟ در حقیقت در این حالت قطرات ریز آب مانند منشور عمل می‌کنند و بسته به طول موج نور را به رنگهای جداگانه تقسیم می کنند. نور بنفش بیشترین خمش (شکست) و کمترین میزان شکست برای نور قرمز است.
باید اضافه کرد که به صورت خاص خم شدن نور شکست و تقسیم نور به رنگین کمان رنگ پراکندگی نامیده میشود. اگر هوا آفتابی باشد می‌توانید از منشور برای ساخت رنگین کمان استفاده کنید. این روش و ساخت رنگین کمان با منشور را در ادامه توضیح خواهیم داد.
ساخت رنگین کمان با استفاده از یک آینه
یک آینه را درون یک محفظه شیشه‌ای قرار دهید و شیشه را زاویه دار کنید تا نور خورشید به آینه برخورد کند. بدین ترتیب باید بتوانید رنگین کمان را به دیوار منعکس کنید و بر روی دیوار بتابانید.
ساخت رنگین کمان بدون آفتاب
یک آینه را درون محفظه شیشه‌ای قرار دهید و یک نور چراغ به آن بتابانید تا زمانی که رنگین کمان را به دیوار منعکس کنید و آن را ببینید. شاید لازم باشد زاویه شیشه را تنظیم کنید تا وسیله‌ای که طراحی کرده‌اید کار کند. اگر بتوانید اتاقی را بسیار تاریک کنید ممکن است با تاباندن نور و عبور آن از منشور رنگین کمان را نیز ببینید.
ساخت رنگین کمان با استفاده از حباب
هنگامی که نور سفید از میان یک حباب آب که با استفاده از دستگاه‌های حباب ساز که برای بازی کودکان استفاده میشود، می‌تابد منعکس و پراکنده میشود و سبب میشود نور سفید به طول موج‌های مختلف تقسیم شود و این موضوع به شما امکان میدهد تا تمام رنگهای رنگین کمان را در حباب‌ها ببینید.
روش‌های مختلف ساخت رنگین کمان
پس از آشنایی اولیه با رنگین کمان و روش‌های ساخت رنگین کمان در این قسمت قصد داریم شش روش رایج برای ساخت رنگین کمان را توضیح دهیم. امروز رنگین کمانی در آسمان نیست و شما دوست دارید رنگین کمان ببینید؟ مشکلی نیست فقط یکی از این آزمایش‌های آسان که کودکان نیز دوست دارند انجام دهید تا رنگین کمان خود را بسازید. این روش‌ها با استفاده از انعکاس (آینه) تا شکست نور (لیوان آب) گرفته تا یادگیری در مورد چگالی، شش آزمایش علمی برای ساخت رنگین کمان است. جزئیات این روش‌ها را در ادامه توضیح می‌دهیم.
برای آشنایی بیشتر با مباحث اپتیک و نورشناسی، می‌توانید فیلم آموزش اپتیک (نورشناسی) را مشاهده کنید که توسط فرادرس ارائه شده، لینک این آموزش در ادامه آورده شده است.
- برای دیدن فیلم آموزش اپتیک (نورشناسی) + اینجا کلیک کنید.
ساخت رنگین کمان با روش آینه‌ای
اصول بازتاب و شکست نور را با استفاده از این آزمایش آسان می‌توان نشان داد. خمش نور یا همان شکست در اثر عبور امواج نور از آب صورت میگیرد. هنگامی که چراغ قوه خود را روشن می‌کنید یا لیوان شیشه‌ای خود را طوری قرار می‌دهید که نور خورشید وارد آن شود، امواج نور را خم می‌کنید و هر یک از امواج را در زاویه کمی متفاوت دچار خمش کرده و در نتیجه رنگهای مختلف رنگین کمان ایجاد را می‌کنید. این همان اصل اساسی است که سبب میشود قطرات آب و نور خورشید باعث ایجاد رنگین کمان در آسمان شود. انعکاس در حقیقت بازگشت نور از سطح آینه‌ای مانند است. برای ساخت رنگین کمان به این روش به موارد زیر نیاز دارید:
- یک آینه کوچک
- یک لیوان آب که به اندازه کافی برای نگه داشتن آینه بزرگ باشد.
- چراغ قوه یا نور خورشید
- یک تکه کاغذ سفید یا یک دیوار سفید
برای ساخت رنگین کمان مراحل زیر را به ترتیب انجام دهید:
- آینه را در لیوان آب قرار دهید.
- چراغ‌ها را خاموش کرده و پرده ها را بکشید و اطمینان حاصل کنید که اتاق کاملاً تاریک است.
- چراغ قوه را به آینه بتابانید و رنگین کمان‌های کوچک و جالبی که در بالای آینه ظاهر میشوند را بررسی کنید. برای سرگرمی بیشتر دست خود را پشت شیشه بگذارید.
ساخت رنگین کمان با استفاده از شلنگ آب
در این روش نیز مانند روش قبل از شکست نور استفاده می‌کنیم. با این تفاوت که این بار به جای استفاده از آینه برای انعکاس نور، شما در اصل می‌خواهید شکل گیری طبیعی رنگین کمان را شبیه سازی کنید و باعث شوید آب در یک غبار ظریف به نور برخورد کند. برای این روش نیز به موارد زیر نیاز دارید:
- یک بطری اسپری کننده مایعات یا یک شیلنگ
- نور خورشید
با این وسایل و برای ساخت رنگین کمان به روش زیر عمل کنید:
- شلنگ آب را باز کنید یا با دستگاه اسپری کننده مایعات آب را در فضای باز که نور آفتاب می‌تابد اسپری کنید.
- قطرات آب مانند قطره‌های باران عمل می‌کنند و با عبور نور خورشید از آن‌ها می‌توانید رنگین کمان بسازید.
ساخت رنگین کمان با استفاده از چگالی آب
با افزودن بیشتر یا کمتر قند به هر محلول آب، سطح چگالی متفاوتی ایجاد می‌کنید. با اضافه کردن رنگ به محلول داخل شیشه خواهید دید که سنگین‌ترین محلول کدام است. برای ساخت رنگین کمان رنگ‌ها را به ترتیب رنگهای رنگین کمان اضافه کنید و دقت کنید برای مخلوط نشدن رنگ‌ها با یکدیگر باید محلول‌ها را به آرامی به یکدیگر اضافه کنید. برای ساخت رنگین کمان به این روش به موارد زیر نیاز دارید:
- رنگ خوراکی
- قاشق
- هفت لیوان یا فنجان پلاستیکی (شفاف)
- آب
ساخت رنگین کمان با لیوان آب
این روش مانند روش اول ساخت رنگین کمان با استفاده از آینه است و از خم شدن مسیر نور استفاده می‌کند. برای این منظور شما به موارد زیر نیاز خواهید داشت:
- یک لیوان آب
- یک تکه کاغذ
- نور خورشید
برای ساخت رنگین کمان به این روش به صورت زیر عمل می‌کنیم:
- لیوان آب را در زیر نور آفتاب قرار دهید.
- کاغذ را در کنار آن قرار دهید.
- اجازه دهید نور خورشید از لیوان آب عبور کند و رنگین کمانی روی کاغذ ایجاد کند.
ساخت پیشرفته تر رنگین کمان با لیوان آب
برای ساخت رنگین کمان به این روش به موارد زیر نیاز دارید:
- یک لیوان آب
- یک بطری اسپری
- یک تکه کاغذ
- نور خورشید
با این ابزار به روش زیر عمل کنید:
- لیوان آب را روی میز یا طاقچه پنجره در جایی که نور خورشید وجود دارد قرار دهید.
- قطعه کاغذ را در زمینی که نور خورشید می‌خورد و در کنار لیوان قرار دهید.
- شیشه پنجره را با آب گرم که نور خورشید از آن عبور می‌کند و به کاغذ می‌تابد اسپری کنید.
- لیوان و کاغذ را کمی به اطراف حرکت دهید تا رنگین کمان کوچک و مرتبی را بر روی برگه کاغذ ملاحظه کنید.
ساخت رنگین کمان با منشور
یکی از آسانترین روش‌های ساخت رنگین کمان استفاده از منشور است. برای ساخت رنگین کمان به این روش به موارد زیر نیاز دارید:
- نور آفتاب
- منشور شیشه‌ای
- کاغذ یا مقوای سفید
برای ساخت رنگین کمان به این روش به صورت زیر عمل می‌کنیم:
- کاغذ سفید را روی زمین و زیر نور خورشید قرار می‌دهیم.
- منشور را کنار یا بالای کاغذ سفید قرار می‌دهیم.
- منشور را می‌چرخانیم و حرکت می‌دهیم تا رنگین کمان را بر روی کاغذ سفید مشاهده کنیم.
در نهایت باید اضافه کرد اگر نخواهید از ویژگی‌های شکست و بازتاب نور برای ساخت رنگین کمان استفاده کنید استفاده از بادکنک‌های رنگی و ماری شکل یا نخ‌های کاموا و قرار دادن آن‌ها به ترتیب رنگهای رنگین کمان تصور خوبی از رنگین کمان برای دیگران فراهم می‌کند. چیزی که می‌سازید شبیه به تصویر زیر است.
معرفی فیلم آموزش اپتیک (نورشناسی) فرادرس
مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم آموزش اپتیک (نورشناسی) کرده است. این مجموعه آموزشی از نه درس تشکیل شده و برای دانشجویان رشته فیزیک، مهندسی فوتونیک و شیمی فیزیک و افراد علاقه‌مند به مباحث نورشناسی مفید است. پیش‌نیاز این درس آموزش ریاضی عمومی ۱ و آموزش ریاضی عمومی ۲ است.
درس اول این مجموعه به انتشار نور و موج و درس دوم به انعکاس و شکست نور می‌پردازد. درس سوم به تشکیل تصویر در شکست نور و درس چهارم به شناخت وسایل نوری اختصاص دارد. در درس پنجم و ششم به ترتیب تداخل نوری و پراش نور را خواهید آموخت و در درس هفتم مفاهیم مربوط به نور قطبی بررسی میشود. درس هشتم این مجموعه به آموزش مفاهیم اتم و فوتون می‌پردازد و در نهایت درس نهم به مطالب پیشرفته اپتیک و نورشناسی اختصاص دارد.
- برای دیدن آموزش اپتیک (نورشناسی) اینجا کلیک کنید.
جمع بندی
در این مطلب در مورد ساخت رنگین کمان صحبت کردیم. برای شروع بحث ابتدا توضیحاتی در مورد رنگین کمان، رنگهای رنگین کمان و دلیل ایجاد رنگین کمان بیان کردیم. در ادامه به شش روش مختلف در مورد ساخت رنگین کمان صحبت کردیم.
