Ein zweiter Regenbogen entsteht, wenn das Licht sich im Regentropfen zwei Mal spiegelt. Aber wie kommt das?
Der Reihe nach: Wann entstehen überhaupt Regenbögen? – Wenn der Betrachter auf eine Wolkenfront blickt und gleichzeitig die Sonne im Rücken hat. Dann nämlich werden die Sonnenstrahlen in den einzelnen Regentropfen gebrochen und in das Auge des Betrachters reflektiert.
Stellen wir uns vor, wir könnten den Weg des Lichtstrahls im Tropfen unterm Mikroskop verfolgen. Dann würden wir Folgendes sehen: Der Lichtstrahl tritt in den Regentropfen ein, er wird dabei gebrochen und in die verschiedenen Spektralfarben aufgespalten, also von Violett bis Rot. Anschließend fliegen diese farbigen Strahlen dann weiter durch den Tropfen, bis ans hintere Ende des Tropfens, quasi an die Rückwand. Dort werden sie reflektiert, also gespiegelt, treten aus dem Tropfen wieder aus und gelangen so in unser Auge.
Der Lichtstrahl kann ein Mal oder doppelt gespiegelt werden
Jetzt ergibt sich aus den Brechungseigenschaften des Wassers, dass der Lichtstrahl, wenn er diesen Weg durch den Tropfen nimmt, immer in einem Winkel von 42 Grad austritt, verglichen mit der Richtung der Sonne. Das bedeutet, der Regenbogen ist die Verbindungslinie aller Tropfen, die mit mir als Betrachter und der Sonne einen Winkel von 42 Grad bilden. Diese Linie bildet einen Kreis, beziehungsweise einen Halbkreis, einen Bogen.
Ein doppelter Regenbogen kommt nun dadurch zustande, dass der Lichtstrahl im Tropfen nicht nur ein Mal, sondern zwei Mal gespiegelt wird. Dann tritt er nämlich in einem anderen Winkel aus dem Tropfen wieder aus, in einem 51-Grad-Winkel. Die Verbindungslinie all dieser Tropfen, in denen sich die Lichtstrahlen zwei Mal spiegeln, bilden nun ihrerseits einen eigenen Bogen. Dieser zweite Bogen ist größer, er umschließt den ersten.
Wegen der doppelten Spiegelung sind die Spektralfarben umgekehrt angeordnet. Beim Hauptregenbogen ist innen Violett und außen Rot, beim zweiten Regenbogen ist es umgekehrt. Und der zweite Regenbogen ist immer auch ein bisschen schwächer.
Physik Warum ist der Regenbogen ein Bogen?
Man kann das darauf zurückführen, dass Wassertropfen rund sind. Ein Regenbogen entsteht, wenn die Luft leicht neblig ist – und man muss die Sonne im Rücken haben. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.
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Rotes und blaues Licht befinden sich jeweils auf den entgegengesetzten Seiten des Regenbogens. Blaues Licht schwingt fast doppelt so schnell wie rotes. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.
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