Wie ent­steht ein Re­gen­bo­gen?

Die Farben des Lichts

Wusstest du schon, dass das weiße Sonnenlicht eigentlich gar nicht weiß ist? Es besteht nämlich aus vielen Farben (siehe Abbildung rechts). In einem Sonnenstrahl werden diese Farben gebündelt und ergeben in unserem Gehirn den Eindruck von „Weiß“. Die Hauptfarben, die wir Menschen wahrnehmen können, sind die sogenannten Spektralfarben: Gelb, Orange, Rot, Grün, Violett und Blau. Doch das Sonnenlicht hat noch mehr Farben, die die Menschen jedoch nicht erkennen können – wie Ultraviolett und Infrarot. Bei einigen Tieren ist das anders: Viele Vögel, Fische, Reptilien und Insekten können zum Beispiel auch die Farbe Ultraviolett wahrnehmen.

Sonnenlicht trifft auf Wassertropfen

Was passiert also genau, wenn nun Sonne auf Regen trifft? Wir erklären es dir mithilfe der Abbildung am Beispiel eines einzelnen Wassertropfens:

Wenn das gebündelte „weiße“ Sonnenlicht (1) auf einen Wassertropfen trifft, wird es an der Wassertropfenwand gebrochen (2). Das bedeutet, dass das Sonnenlicht nicht in einer geraden Linie weitergeleitet, sondern schräg abgelenkt wird. An der inneren Rückseite des Wassertropfens wird dieses Licht dann reflektiert (3) – so als wäre dort ein Spiegel – und wieder nach vorne geleitet. Das nennt man Reflexion. Die Farben werden dadurch in die Richtung deines Auges gelenkt. Tritt das Licht dann aus dem Wassertropfen aus, wird es ein zweites Mal an der Wassertropfenwand gebrochen (4).

Der Winkel (6) vom Sonnenlicht (1) hin zum Beobachter (5) muss etwa 42° betragen, damit man den Regenbogen auch sehen kann.

Ein Regenbogen entsteht

Zwischen den einzelnen Regenbogenfarben entstehen Farbverläufe, weswegen es nicht möglich ist, eine genau Farbanzahl zu nennen. Im Allgemeinen spricht man aber immer von sechs Regenbogenfarben: Violett (der innerste Bogen), Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot (der äußerste Bogen). Das sind die Spektralfarben des Lichts, von denen oben die Rede war. Jede Farbe wird in einem anderen Winkel gebrochen (z. B. Rot: 42°; Blau: 40°). Deswegen wird der weiße Lichtstrahl bei der Brechung im Wassertropfen in all seine Farben zerlegt, die im Regenbogen dann untereinander erscheinen. Wie du erkennen kannst, hat Rot einen größeren Winkel als Blau. Ein größerer Winkel bedeutet eine stärkere Brechung, also wird der rote Strahl mehr abgelenkt als der blaue. Deshalb ist der rote Strahl nach der Reflexion unter dem blauen Strahl.

​Obwohl in jedem Wassertropfen alle Farben des Sonnenlichts gebrochen werden, erreicht jeweils immer nur eine dein Auge. Du kannst in der Abbildung sehen, dass die Wassertropfen, aus denen die rote Farbe bei dir ankommt, oben sind. Die Wassertropfen, aus denen die blaue Farbe bei dir ankommt, sind ganz unten. Die Wassertropfen, die die anderen Farben zu dir schicken, sind dazwischen angeordnet – und so entsteht die Reihenfolge der Farben, wie du sie beim Regenbogen kennst. Das klingt kompliziert, aber zusammen mit der Grafik verstehst du es bestimmt.

Im Sommer fast nie zu sehen

In den Sommermonaten ist die Sonne um die Mittagszeit so hoch, dass der 42°-Winkel nicht mehr eingehalten werden kann: Um diese Zeit kannst du nie einen Regenbogen in unseren Breitengraden sehen. Das kannst du am rechten Bild gut erkennen. Je höher die Sonne am Horizont steht, desto weniger siehst du von dem Regenbogen. Eigentlich ist der Regenbogen ein Kreis, doch man sieht ihn nur in großer Höhe, beispielsweise aus dem Flugzeug.

Dein eigener Regenbogen

Es sind also Sonne, Regen und der Winkel zwischen Beobachter und Sonne entscheidend dafür, ob wir einen Regenbogen sehen. Das bedeutet auch, dass es auf die genaue Position, also den Standpunkt, des Beobachters ankommt. Denn jeder sieht seinen eigenen Regenbogen. Wenn du beispielsweise 100 m vor deinen Eltern stehst, kann es sein, dass der Regenbogen für dich in strahlenden Farben erscheint, deine Eltern ihn aber nur noch sehr undeutlich sehen können.

 

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