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Regenbogen

Skripte
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Einführung

Ob am Ende des Regenbogens ein Topf mit Gold liegt, wirst du nach dem Lesen des Skripts wohl nicht wissen. Allerdings kannst du dann verstehen, wie ein Regenbogen entsteht und wo du einen finden kannst.

Zerlegung des weißen Lichts

Licht wird beim Übergang zwischen zwei verschiedenen Materialien gebrochen. Das ist beispielsweise beim Übergang von Luft zu Wasser der Fall. Bisher hast du nur die Brechung in Abhängigkeit vom Medium betrachtet. Allerdings ist der Winkel der Brechung auch von der Wellenlänge und somit von der Farbe des Lichts abhängig. Der Effekt ist sehr gering, sodass er dir meistens nicht auffällt. Betrachtet man allerdings die zweifache Brechung an einem Prisma, kannst du diesen Effekt sehen.
Optik: Regenbogen
Abb. 1: Doppelte Lichtbrechung am Prisma
Optik: Regenbogen
Abb. 1: Doppelte Lichtbrechung am Prisma

Regenbogen

Beim Regenbogen trifft ein Lichtstrahl der Sonne auf einen Regentropfen und wird von diesem reflektiert.
Optik: Regenbogen
Abb. 2: Doppelte Brechung am Wassertropfen
Optik: Regenbogen
Abb. 2: Doppelte Brechung am Wassertropfen
Du siehst, dass der Lichtstrahl beim Eintritt und beim Austreten aus dem Regentropfen wie beim Prisma gebrochen wird. Durch die zweifache Brechung werden die Farben des Lichts sichtbar aufgespaltet. Das heißt, du findest einen Regenbogen, wenn du mit dem Rücken zur Sonne stehst und es vor dir regnet oder Wasser in der Luft ist.
Der Winkel, indem das Licht gebrochen wird ist immer rund $42^{\circ}$. Du findest den Regenbogen somit in einem $42^{\circ}$ Winkel zur Sonne. Würde der Erdboden das Licht nicht schlucken, wäre der Regenbogen ein ganzer Kreis und nicht nur ein Bogen. Bei Flügen kann man Regenbögen als vollständige Kreise sehen.
Die Reihenfolge der Farben ist auch immer gleich, denn das violette Licht wird am stärksten und das rote Licht wird am schwächsten gebrochen. Die Farbreihenfolgen des Regenbogen ist von oben nach unten: Rot, Orange, Gelb, Grün, Türkis, Blau und Violett.

Nebenregenbogen

Bei guter Sicht kann es sein, dass du über dem eigentlichen Regenbogen einen weiteren, allerdings schwächeren Regenbogen siehst. Das kommt daher, dass es auch Möglich ist, dass der Lichtstrahl im Regentropfen zweimal reflektiert wird.
Der Winkel des Lichts zum einfallenden Sonnenlicht beträgt hier zwischen $51^{\circ}$ und $54^{\circ}$. Deshalb liegt der Nebenregenbogen oberhalb des Hauptregenbogens.
Bei der Reflektion im Wassertropfen wird die Reihenfolge der Farben vertauscht. Deshalb ist die Farbreihenfolge des Nebenregenbogens genau andersrum als der Hauptregenbogen. Von oben nach unten: Violett, Blau, Türkis, Grün, Gelb, Orange und Rot.
Aufgrund der mehrfachen Reflektion und der breiteren Auffächerung der Lichtstrahlen erscheint der Nebenregenbogen schwächer und ist oft nicht zu erkennen.
Bildnachweise [nach oben]
[1]
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Prism-rainbow.svg – Suidroot,CC BY.
[2]
Public Domain.
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