KopfNuss
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Montag bis Freitag • 10:10
15.11.2004
Hörer-Frage

Warum ist der Regenbogen rund?

Dass der Regenbogen immer rund ist, ist reine Geometrie. Die Farben des Regenbogens werden nur in ganz bestimmte Richtungen abgestrahlt. Am Himmel kann man sie deshalb auch nur aus diesen Richtungen sehen. Für den Beobachter liegt diese Richtung immer in einem bogenförmigen Himmelsausschnitt.

Ein Regenbogen ist immer rund und niemals gerade oder eckig. Das hängt von einer einzigen Eigenschaft ab, die bei seiner Entstehung von entscheidender Bedeutung ist. Ein Regenbogen entsteht wenn Sonnenlicht in einen Regenschleier fällt. Das Licht fällt in die Regentropfen, wird an deren Rückseite gespiegelt und beim Austreten in seine Spektralfarben zerlegt wie bei einem Prisma.

Das Licht wird von jedem einzelnen Regentropfen in einer Regenwand auf diese Weise gebrochen und farbig zurückreflektiert. Der Betrachter sieht die Farben allerdings nur von denjenigen Tropfen, deren Licht genau in sein Auge fällt (deshalb sehen zwei Menschen auch niemals denselben Regenbogen, sondern jeder sieht seinen eigenen Bogen).

Und damit kommt die entscheidende Eigenschaft ins Spiel: der Regenbogen erscheint tatsächlich immer nur als Bogen, weil die Farben von den Regentropfen immer nur in einem ganz bestimmten Winkel zurückgestreut werden. Die zurückgeworfenen Farben bilden mit dem einfallenden Sonnenlicht immer einen Winkel von etwa 42 Grad. Dieser Winkel gilt für alle Tropfen. Für den Betrachter heißt das, er sieht nur dann farbige Streifen am Himmel, wenn die Farben von den Regentropfen im richtigen Winkel in seine Richtung abgestrahlt werden.

Der Betrachter sieht also nur die Farben, die ihn "treffen". Getroffen wird er von den Farben aber immer nur aus etwa dem gleichen Winkel. Er sieht die Farben nur in dem Himmelsausschnitt, der in 42 Grad Abweichung vom einfallenden Sonnenlicht liegt.

In der idealen Beobachterposition, mit dem Rücken zur Sonne und orientiert in der Richtung seines eigenen Schattens, kann der Betrachter den ganzen Regenbogen immer nur in einer Blickrichtung sehen: in dem Himmelsausschnitt, der in einem Winkel von 42 Grad von seiner Position aus zu sehen ist - und dieser Himmelsausschnitt ist immer bogenförmig.

Ein eckiges oder gerades Farbband kann es nicht geben, weil die Farben dann mit wechselnden Winkeln aus den Regentropfen abgestrahlt werden müssten. Aber aus einem anderen Winkel als aus den 42 Grad zum einfallenden Licht werden keine Farben abgestrahlt.

Anschaulicher wird es vielleicht, wenn man sich einen Zirkel vorstellt, dessen Schenkel einen Winkel von 42 Grad bilden. Der Zirkel liegt gespreizt auf dem Tisch. An der Spitze, wo die Schenkel sich treffen und man den Zirkel normalerweise anfasst, steht der Beobachter und schaut in Richtung des einen Schenkels. Wenn man den anderen Schenkel jetzt um die Achse der Blickrichtung, die der erste Schenkel bildet, rotiert, beschreibt er einen Halbkreis in der Luft. Dieser Halbkreis ist der Himmelsausschnitt, aus dem das Licht mit einem Winkel von 42 Grad den Betrachter trifft. Nur von dort sieht er die Farben des Regenbogens.


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