Warum entsteht ein Regenbogen und kein Regenbalken?

Am 14. März 2011 veröffentlicht von Jennifer Schenke

Jedes Kind weiß: Einen Regenbogen gibt es, wenn es regnet und gleichzeitig die Sonne scheint. Einige wissen aus Erfahrung vielleicht auch: Man muss dabei die Sonne im Rücken haben. Doch wie genau entsteht ein Regenbogen?
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Zuerst einmal ist wichtig, dass das Licht der Sonne alle Farben des Regenbogens bereits enthält, aber da sie alle zusammengemischt sind, sieht man nur „weißes“ Licht. Das funktioniert nach dem umgekehrten Prinzip wie beim Tuschkasten im Kunstunterricht, bei dem man, wenn man alle Farben gleichmäßig zusammenmischt, Schwarz herausbekommt.

Das Sonnenlicht wird durch die Regentropfen aufgespalten, sodass die einzelnen Farben nebeneinander und nicht mehr alle zusammen „an einer Stelle“ sichtbar sind. Die Regentropfen wirken also in diesem Fall wie ein Prisma, ein dreieckiger Körper (meist aus Glas), der in der Schule bei Optikexperimenten zur Lichtaufspaltung benutzt wird.

Das Licht geht in den Tropfen hinein und wird je nachdem welche Farbe (in Fachsprache: Wellenlänge) es hat, unterschiedlich stark abgelenkt (in der Fachsprache: gebrochen). An der „Rückseite“ des Tropfens werden die Lichtstrahlen gespiegelt und dann beim Austritt aus dem Tropfen wieder gebrochen, das heißt abgelenkt.

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Der Regenbogen, wie wir ihn sehen, setzt sich aus an Regentropfen gebrochenen Lichtstrahlen zusammen, die von unterschiedlichen Stellen am Himmel kommen, denn der Winkel vom Tropfen zum Auge muss stimmen, damit wir den Lichtstrahl auch sehen können. Daher kommen die blauen Strahlen von einer tieferen Stelle am Himmel als die roten, wenn auch in jedem Regentropfen natürlich alle Farben gebrochen werden – sie erreichen nur nicht alle unser Auge.


Dieser spezielle Sehwinkel bleibt auf einem Halbkreis um unser Auge gleich, daher ergibt sich eben ein Regenbogen. Am leichtesten kann man das verstehen, wenn man ein Geo-Dreieck an einer Spitze anfässt und es nach rechts und links bewegt. Der Winkel an der Spitze, an der man es festhält, bleibt immer gleich während die 2. Spitze des Geo-Dreiecks bei dieser Bewegung einen Kreis beschreibt.

regenbogen-skizze


Wer selbst einmal einen Regenbogen erzeugen möchte, stellt sich mit dem Rücken zur Sonne, nimmt einen Gartenschlauch, der einen feinen Wassernebel erzeugen kann, und verändert die Position des Wassernebels bzw. die eigene Position so lange, bis ein Regenbogen sichtbar wird. Allerdings sollte man dieses Experiment wohl eher auf den Frühling oder Sommer verschieben 😉

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