Der Regenbogen

Wann sehen wir einen Regenbogen?

Wetterlage:

Ein Regenbogen ist bei einer bestimmten Wetterlage zu erkennen, man sieht ihn nur, wenn der Betrachter im Rücken klares Wetter hat , und er auf eine Regenwand schaut die wie ein feuchter Vorhang von der Sonne bestrahlt wird.

Weiter ist ein Regenbogen sehr oft bei Durchzug einer Kaltwetterfront zu beobachten.

Je höher man sich befindet desto höher reicht der Regenbogen in den Himmel. Von einem Berg aus geht der Regenbogen bis in die Wolken hinein, aus der Luft (von einem Flugzeug oder Hubschrauber aus gesehen) kann man den Regenbogen sogar als geschlossenen Kreis erkennen.

Wenn man ganz normal auf Meeresebene steht, dann verhindert die Erdkrümmung das.

Wenn die Sonne höher als 42° steht kann kein Regenbogen beobachtet werden, das ist z.B. in unseren breiten zur Mittagszeit oder um den Aquator herum fast den ganzen Tag bis auf abends und morgens, um diese Zeit herum ist er auch am besten in seiner Halbkreisform zu beobachten.

Wenn sie Sonne stark scheint kann man auch noch einen zweiten schwächeren Nebenregenbogen erkennen.

Weiter wird die stärke der Regenbögen von der Größe der Regentropfen beinflusst, bei großen Tropfen ist die Farbstärke höher als bei feinem Regen.

Wie entsteht der Regenbogen?

Der Regenbogen ist ein optisches Phänomen. Das Grundprinzip ist die Brechung von Licht , wie bei bei einem Glasprisma.

Licht wird gebrochen wenn die Strahlen von Luft in einen lichtdurchlässigen Stoff hinein, bzw. hinausgelangen.

Bei unserem Regenbogen wird dieser lichtdurchlässige Stoff durch die Regentröpchen dargestellt.

Wenn man sich genau anschaut wie sich das Licht in den Regentröpfchen bricht fällt einem auf, das Haupt und Nebenregenbogen auf verschiedene Weise entstehen.

Die Form der Tropfen und der Brechungsindex des Wassers entscheiden in welcher Weise uns der Regenbogen erscheint.

Entstehung des Hauptregenbogens:

Der Hauptregenbogen entsteht wenn die Sonne in einem Winkel von 40° bis 42° steht.

In Regentropfen passiert folgendes:

Das Licht gelangt in den Regentropfen, dort fällt es an die Hinterwand, ein Teil des Lichts fällt hinaus, der Rest wird nach schräg unten reflexiert und verlässt des Tropfen, von dort gelangen dann die Strahlen in unser Augen.

Der Nebenregebogen entsteht ein wenig anders:

Er entsteht in einem Winkel von 51° bis 42°

Wie bei dem Hauptregenbogen fällt das Licht in den tropfen, wird gebrochen und fällt auf die Rückseite, dort verlässt ein Teil des Lichtes den Tropfen wieder, der restliche Teil wird reflexiert an die gegenüberliegende Seite des Tropfens, dort verlässt ein  weiterer Teil wieder den Tropfen, der Rest wird ein weiteres mal an die entgegenliegende Seite reflexiert, wo der Strahl dann den Tropfen verlässt und in unser Auge gelangt.

Also kurz gesagt, der Hauptregenbogen entsteht durch 2 malige Brechung

Und der neben durch 3 maliges Brechen.

Wie die Farben des Regenbogens entstehen:

Durch die Brechung entstehen die Farben da das rote licht am stärksten gebrochen wird, das heißt dass sich seine Richtung nach dem Brechen am stärksten von der vorherigen abweicht.

Das blaue Licht wird weniger gebrochen, so spaltete sich das Licht auf.

Ein weitere Unterschied zwischen Haupt und Nebenregenbogen ist die Farbreihenfolge, beim Hauptregenbogen ist von außen nach innen: rot, orange, gelb, grün, blau, indigo, violett (spektral Farben)

Wie an dem Bild zu erkennen ist dreht sich die Farbreihenfolge bei dem Nebenregenbogen durch die zusätzliche relexion genau um, sie ist nun von außen nach innen : violett, indigo, blau, grün, gelb, orange, rot.

So kommt das Gesamtbild in unser Auge:

Da die verschiedenen Farben des weißen Lichts durch die Brechung in verschiedene Richtungen gebrochen werden ist es unmöglich alle Spektralfarben aus einem Regentropfen zu beobachten, doch Regen besteht ja aus vielen Tropfen, die alle in verschiedenen Winkeln zu unserem Auge stehen und viele davon schicken Farben in unser Auge, dadurch ergibt sich der Gesamteindruck eines Regenbogens..

Quellen und Literatur zum Thema:

Kleine Enzyklopädie der Natur

Joachim Blüthgen: Allgemeine Klimageographie

Schlag nach Natur

GEO No. / 82

S. Botin H. Malberg: Das Wetter und wir

Wörterbuch der allgemeinen Geographie Dirke verlag

Planet Earth verlag: visual factfinder

ABC der Naturwissenschaft und Technik verlag brockhaus

Geophysik Fischerlexikon

Meyers kleines Lexikon der Geografie

Dorn Physik

Lexikon der Physik Richard Knerr