Wie ein Regenbogen entsteht. Ein düsterer Regentag neigt sich dem Ende. Die tief liegenden Wolken beginnen sich zu lichten, in der Ferne, am Firmament, leuchtet ein Regenbogen in all seinen schönen Farben. Ein herrliches Schauspiel, das die Gemüter erhellt. Seit je her beflügelt der Regenbogen die Fantasie der Menschen und ließ zahlreiche Mythen entstehen. Doch der Mensch wäre nicht Mensch, würde er sich mit diesen Geschichten und dem schönen Anblick zufrieden geben, wollte er nicht dem Geheimnis dieser schönen Farben auf den Grund gehen. Und so forschte er und grübelte, bis er des Rätsels Lösung hatte:
Die Bausteine des Regenbogens: Sonne und Regen
Sonnenlicht und Regen sind verantwortlich für das bunte Leuchten am Himmel. Treffen Sonnenstrahlen auf einen Regentropfen, so werden sie beim Eintritt in den Tropfen gebrochen, an der Rückwand reflektiert und beim Austritt noch einmal gebrochen. Der maximale Austrittswinkel der Lichtstrahlen liegt etwa bei 42 Grad zum Einfallswinkel. Diesen Wert erreichen verhältnismäßig viele Strahlen und sie sind es, die für das Entstehen des Regenbogens verantwortlich sind. Der Betrachter steht mit dem Rücken zur Sonne. Die Lichtstrahlen der Sonne fallen auf die Regentropfen vor ihm und werden dann in einem Winkel von 42 Grad in seine Richtung reflektiert.
Das weiße Sonnenlicht setzt sich aus den sieben Spektralfarben Rot, Orange, Gelb, Grün, Hellblau, Indigo und Violett zusammen. Diese Farben haben jeweils eine unterschiedliche Wellenlänge und werden deshalb im Regentropfen verschieden stark gebrochen, was zu unterschiedlichen Austrittswinkeln führt. Das Sonnenlicht wird so in seine einzelnen Farben zerlegt. Der maximale Austrittswinkel des roten Lichts beträgt etwa 42 Grad, jener des violetten Lichts ungefähr 40 Grad. Die anderen Farben liegen dazwischen. Aus der Sicht des Betrachters verlässt das rote Licht den Regentropfen also in einem steileren Winkel als das andere Licht, weshalb dem Betrachter die höheren Tropfen rot erscheinen. Die tieferen Regentropfen sieht er in den anderen Farben, je nach dem Winkel, mit dem diese Farben den Tropfen verlassen. Rot ist somit die oberste, violett die unterste Farbe des Regenbogens.
Der Haupt- und der Nebenregenbogen
Um das Ganze noch ein wenig komplizierter zu machen, ist neben dem eben beschriebenen Hauptregenbogen oft noch ein schwächerer Nebenregenbogen zu beobachten. Dieser entsteht, wenn Lichtstrahlen im Regentropfen zwei Mal reflektiert werden. Der Austrittwinkel liegt hier bei etwa 51 Grad. Durch dieses zweimalige reflektieren wird die Farbintensität abgeschwächt und die Reihenfolge der Farben erscheint umgekehrt. Es kann sogar noch ein dritter Regenbogen entstehen, doch der ist meist so schwach, dass er nicht zu sehen ist. Nicht selten kommt es vor, dass der Himmel innerhalb des Hauptregenbogens heller erscheint. Dies deshalb, weil sich hier die Spektralfarben wieder zu weißem Licht vermischen.
Wann und wo man einen Regenbogen am Besten beobachten kann
Trotz der nüchternen wissenschaftlichen Aufarbeitung über ihr Entstehen, haben die Regenbögen nichts von ihrer Faszination verloren. Es lohnt sich, nach ihnen Ausschau zu halten. Dabei sollte man die Bedingungen kennen, unter denen sie auftreten. Ein Regenbogen ist nur sichtbar, wenn die Sonnenhöhe weniger als 42 Grad beträgt. Da die Sonne bei uns bis zu 60 Grad steigt, ist im Sommer zur Mittagszeit kein Regenbogen zu sehen. Am idealsten sind die Morgen- und Abendstunden. Je tiefer die Sonne steht, umso höher ist der Regenbogen. Die besten Wetterbedingungen herrschen, wenn es nach kurzen Regenschauern immer wieder aufheitert. Am öftesten ist ein Regenbogen in den späten Nachmittagstunden zu beobachten, hier steht die Sonne schon so tief, dass sie nicht von den Wolken über dem Betrachter verdeckt wird. Außerdem regnet es abends am häufigsten. Ein Regenbogen erscheint immer gegenüber der Sonne, der Beobachter muss in Richtung seines Schattens blicken.