Wie entsteht ein doppelter Regenbogen

Einen Regenbogen sehen wir in unseren Breiten besonders oft im Monat April und zwar dann, wenn sich kurze intensive Schauer und die Sonne abwechseln. Die Richtung, in der er zu sehen ist, kann man ganz genau bestimmen, da er sich immer in einem Winkelabstand von 42 Grad um den Punkt befindet, der exakt gegenüber der Sonne ist.

Mittags hat man z.B. nie die Möglichkeit einen Regenbogen zu sehen, da die Sonne so hoch steht, dass sich der der Sonne gegenüberliegende Punkt dann entsprechend unterhalb des Horizonts befindet, sodass ein Regenbogen für uns nicht sichtbar ist. Durch den Winkel kann man verallgemeinert feststellen, dass der Regenbogen umso tiefer und flacher steht je höher die Sonne steht und umso höher und gewölbter ist je tiefer die Sonne steht – so zum Beispiel im Abendlicht oder Morgenlicht.

Der Reflexionswinkel beträgt hierbei immer 42 Grad. Dies begründet sich darin, dass die Lichtstrahlen, die in einen Wasserstropfen eintreffen, von der Schicht zwischen der Wasser- und der Luftschicht immer in einem bestimmten Winkel zu ihrer Einfallsrichtung reflektiert werden, wobei physikalisch gesehen keine Ablenkung über 42 Grad möglich ist.

Der Regenbogen, der dann für uns sichtbar ist, entsteht durch die Lichtstrahlen, die weiter als diese 42 Grad gebrochen werden müssten und sich an diesem Grenzwert konzentrieren.

 

Die Strahlen des Sonnenlichts weisen verschiedene Wellenlängen auf, und da sich die Lichtbrechung in Abhängigkeit von der Wellenlänge unterscheidet, findet nicht nur eine Ablenkung des Lichts statt, sondern es wird entsprechend in verschiedene Farbanteile zerlegt. Da z.B. rotes Licht schwächer und blaues Licht stärker gebrochen wird, befindet sich letzteres beim Tropfenaustritt in direkter Umgebung des ursprünglichen Strahls. Dadurch befindet sich der blaue Streifen des Regenbogens immer innen, der rote Streifen immer außen am Regenbogen.

 

Manchmal hat man das Glück gleich einen doppelten Regenbogen zu sehen.

Den farblich stärkeren und innen liegenden Regenbogen nennt man den Hauptregenbogen, den farblich etwas schwächeren, größeren und außenliegenden Regenbogen bezeichnet man als Nebenbogen. Dieser erscheint wie ein Spiegelbild, da seine Farbenfolge genau gegengleich zu dem Hauptbogen ist. Der Nebenbogen ist farblich deutlich schwächer ausgeprägt, da sich die Lichtstrahlen beim Nebenbogen nicht nur einmal, sondern zweimal reflektieren, sodass deren Menge dabei geringer ist als bei einem einfachen Hauptbogen.

Bei einem singulären Regenbogen wird das Sonnenlicht von Regentropfen gebrochen und einfach reflektiert, während es bei einem doppelten Regenbogen zu einer doppelten Reflexion kommt. Auch beim Nebenbogen wird das Sonnenlicht in Regentröpfchen gebrochen, wobei Teile des Lichtstrahls in Abhängigkeit vom Eintrittswinkel zweimal im Tropfen an der Grenzschicht zwischen Wasser und Luft reflektiert werden. Hier beträgt der Grenzwert dann 51 Grad für den Winkel. Beim Verlassen des Tropfens kreuzen die Lichtstrahlen die ursprüngliche Sonnenlichtrichtung. Der blaue Strahl wird dabei wieder am stärksten gebrochen und bildet den größeren Winkel nach dem Überkreuzen, wodurch der blaue Strahl dann beim Nebenbogen außen liegt und der rote innen. Er wirkt daher in seiner Farbreihenfolge wie ein Spiegelbild des Hauptbogens.

   Anna  MK    Photography

© 2019 by Anna MK Photography