Wissenschaft im Dialog

Einen Topf voll Gold wird man am Ende des Regenbogens wohl eher nicht finden. Dafür aber jede Menge spannende Physik. Das farbenfrohe Naturphänomen wird durch Lichtbrechung in Regentropfen verursacht, die notwendigen Zutaten sind gleichzeitiger Regen und Sonnenschein.

Genau genommen ist es der Raum zwischen zwei Regenbögen, der dunkler wirkt als der Himmel unterhalb des Hauptbogens. Dieses Phänomen bezeichnet man als „Alexanders dunkles Band“ - zu Ehren des griechischen Philosophen Alexander von Aphrodisias, der den Doppelbogen als Erster beschrieb. Auch wenn der zweite Regenbogen nur manchmal zu beobachten ist, ist er immer da. Er liegt über dem Hauptbogen seine Farbreihenfolge ist gegenüber dem Primärbogen gespiegelt: Während beim Hauptregenbogen der blaue Streifen unten liegt, ist beim Sekundärbogen der rote Streifen ganz unten zu finden.

Was geschieht, wenn Sonnenlicht auf einen Regentropfen fällt? Regentropfen sind in den meisten Fällen rund. Trifft ein Sonnenstrahl genau entlang der Mittelachse des Tropfens auf, läuft er grade hindurch und wird auf der Rückseite des Tropfens reflektiert. Er prallt sozusagen von der Innenfläche des Regentropfens ab und wird in sich zurückgeworfen. Trifft der Strahl aber etwas oberhalb oder unterhalb der Mittelachse auf, wird der Lichtstrahl gebrochen: Er verändert seine Richtung beim Eintritt in den Regentropfen. Auch dieses Licht wird an der Rückseite des Tropfens reflektiert - und beim Verlassen des Regentropfens noch einmal gebrochen. Das Licht tritt also in einer anderen Richtung aus. Sonnenlicht besteht aus Licht unterschiedlicher Farben (oder Wellenlängen). Licht verschiedener Farben wird unterschiedlich stark gebrochen. Dadurch wird das ehemals weiße Sonnenlicht bei der Brechung aufgefächert. So entsteht der Hauptregenbogen. Der Sekundärbogen entsteht durch den Teil des Lichts, der zweimal an der Innenseite des Tropfens reflektiert wird.

Zwischen dem ersten und zweiten Regenbogen ist es dunkler, weil dort nur wenig Licht ankommt. Es wurde ja gebrochen und, in verschiedene Farben aufgefächert, in die Regenbögen abgelenkt.

Der Winkel, in dem das Licht gebrochen wird, hängt übrigens vom sogenannten Brechungsindex des Mediums, in diesem Fall also des Wassers, ab. Würde es beispielsweise Öl statt Wasser regnen, würde der Regenbogen anders aussehen.

Redaktion WiD: jr/psp

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