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Warum ist der Regenbogen ein Bogen?

Es ist äußerst schwierig, auf einfache Weise das Naturphänomen des Regenbogens zu erklären, da das Thema sehr weit in die Physik eindringt. Ohne die zusätzlichen Aspekte aufzuführen, die zu der Entstehung des beeindruckenden Schauspiels am Himmel beitragen, wird hier eine möglichst einfache Erklärung vorgestellt:

Ein Regenbogen entsteht, wenn Sonnenlicht auf eine Regenwand scheint. Um das Spiel der Farben zu beobachten, muss man mit dem Rücken zur Sonne stehen.

Was passiert nun mit dem einfallenden Sonnenlicht? Die einzelnen Strahlen werden in den einzelnen Wassertröpfchen gebrochen und reflektiert, und zwar in einem bestimmten Winkel. Vereinfacht kann man sich vorstellen, dass das gleiche passiert, wie man ein Glas Wasser auf den Boden schüttet. Einzelne Tropfen spritzen in verschiedene Richtungen wieder hoch.

Etwas Ähnliches passiert auch mit dem Sonnenlicht im Wassertropfen: Es wird durch die Reflexion in verschiedene Strahlen zerlegt und so aufgeteilt wieder zurückgeschickt. Das Licht verschiedener so genannter Wellenlängen (also der unterschiedlichen Farben) wird dabei unterschiedlich stark gebrochen und in verschiedenen Winkeln zurückgeschickt. Diesen Vorgang nennt man Dispersion. Von den Regenbogenfarben wird das Blau am stärksten gebrochen, Rot am wenigsten.

Kommen wir aber zum Regenbogen zurück. Aus den bisherigen Informationen können wir einen Schluss ziehen: Der Regenbogen steht nicht einfach fest am Himmel, er ist vielmehr ein Phänomen unseres Sehens. Er beginnt und endet auch nicht an einem bestimmten Ort. Je nach Standort des Betrachters hat er Anfang und Ende. Sprich: Jeder Betrachter hat eigentlich seinen eigenen Regenbogen, den nur er an dieser Stelle sieht. Die Höhe des Regenbogens bzw. wie viel man von dem Bogen sieht, hängt von dem Winkel der Sonneneinstrahlung ab. Steht die Sonne sehr tief (morgens und abends) ist fast ein kompletter Halbkreis zu sehen, steht sie sehr hoch (gegen Mittag) ist nur ein »kleiner« Abschnitt des Kreises zu sehen.

Und nun noch zum Bogen: Eigentlich ist der Regenbogen ein »Regenkreis«. Am Regentropfen wird natürlich das komplette Sonnenlicht gebrochen und in verschiedenen Winkeln zurückgeschickt. Allerdings sind nur die Spektralfarben nach der Dispersion im für unser Auge sichtbaren Bereich. Die Farben außerhalb kann unser Auge nicht wahrnehmen. Übrigens: Der Regenbogen wird auch zum Regenkreis, wenn man ihn aus großer Höhe betrachtet, z. B. aus einem Flugzeug. Der Mittelpunkt des Kreises liegt auf der Linie durch die Sonne und durch das Auge des Betrachters.

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