Warum ist die Farbe Schwarz nicht im Regenbogen?
Weil Schwarz eigentlich keine Farbe ist. Im Regenbogen wird das weiße Licht der Sonne, das sich aus (nahezu unendlich) vielen verschiedenen Farben zusammensetzt, in seine Bestandteile zerlegt. Das Licht wird in den Regentropfen gebrochen, genauso wie man das bei der Wasserobfläche der Badewanne beobachten kann, wo ja auch die Lichtstrahlen nicht gerade durch die Oberfläche durchtreten.
Wie stark die Brechung des Lichtes ist, wird durch den Brechungsindex des Wassers bestimmt, der von der Wellenlänge des Lichtes abhängt. Während die Unterschiede in der Badewanne kaum auffallen, wird es beim Regenbogen sehr deutlich, dass der Brechungsindex wellenlängenabhängig ist: Je nach Wellenlänge, das heißt je nach Farbe, erreicht uns das Licht aus einer etwas unterschiedlichen Richtung und damit entsteht die Farbskala des Regenbogens.
Folglich kann die Farbe Weiß nicht im Regenbogen enthalten sein, weil sie sich durch Addition verschiedener Farben ergibt. Andererseits ist Schwarz nicht im Regenbogen enthalten, weil Schwarz die Abwesenheit von Licht aller Farben bedeutet. Und wo kein Licht ist, kann auch kein Lichtstrahl gebrochen werden.
Mehr zum Regenbogen, zu seinen Voraussetzungen und auch zum Nebenregenbogen mit umgekehrter Farbreihenfolge wie beim Hauptregenbogen, kann man unter http://www.meteoros.de/themen/atmos/wassertropfen/regenbogen/ finden.
Die Frage wurde beantwortet von Prof. Dr. Michael Schreiber, Professor für Theoretische Physik an der TU Chemnitz.