Scheint während eines Regenschauers gleichzeitig die Sonne, so kann man oftmals einen Regenbogen beobachten.
Wir können einen Regenbogen aber nur dann beobachten, wenn wir die Sonne im Rücken haben und sich vor uns in der Luft eine große Zahl von Wassertröpfchen befindet.
Regenbogen entstehen nämlich durch Brechung und Reflexion des Sonnenlichts in vielen Wassertropfen.
Dringt Licht in einen Wassertropfen ein, so wird es an der Grenzfläche gebrochen.
Ein großer Teil dieses Lichtes verlässt den Wassertropfen nicht gleich wieder auf der anderen Seite, sondern er wird an der Grenzfläche reflektiert.
Dieses Licht trifft noch einmal auf die Grenzfläche des Wassertropfens. Ein Teil des Lichts verlässt hier den Wassertropfen.
Trifft weißes Licht (Sonnenlicht) auf den Tropfen, so kommt es bei der Brechung zur Dispersion.
Da blaues Licht stärker gebrochen wird als rotes, verlassen die verschiedenfarbigen Lichtbündel den Tropfen in unterschiedliche Richtungen.
Der Winkel zwischen dem einfallenden Sonnenlicht und dem blauen Lichtbündel beträgt etwa 40°, der zwischen Sonnenlicht und rotem Lichtbündel etwa 42°.
Ein Betrachter sieht daher die verschiedenen Farben unter verschiedenen Beobachtungswinkeln:
Die rot leuchtenden Tropfen beobachtet man am äußeren Rand des Regenbogens.
Ein Betrachter sieht daher die verschiedenen Farben unter verschiedenen Beobachtungswinkeln:
Die rot leuchtenden Tropfen beobachtet man am äußeren Rand des Regenbogens.
Darunter sieht man orange, gelb und grün leuchtende Tropfen.
Ein Betrachter sieht daher die verschiedenen Farben unter verschiedenen Beobachtungswinkeln:
Die rot leuchtenden Tropfen beobachtet man am äußeren Rand des Regenbogens.
Darunter sieht man orange, gelb und grün leuchtende Tropfen.
Und darunter schließlich die blau und violett leuchtenden Tropfen.
Verschiedene Betrachter sehen den selben Wassertropfen in unterschiedlichen Farben, da jede Farbe von einem Tropfen aus nur unter einem ganz bestimmten Winkel sichtbar ist.
Jeder Beobachter sieht daher seinen ganz persönlichen Regenbogen.
Bei diesem Hauptregenbogen wird das Licht im Tropfen einmal reflektiert. Er erscheint gegenüber dem einfallenden Sonnenlicht unter einem Winkel von 40° bis 42°.
Befinden sich genügend Regentropfen über dem Hauptregenbogen, so kann man dort einen zweiten Regenbogen, den Nebenregenbogen, beobachten.
Der Nebenregenbogen erscheint gegenüber dem einfallenden Sonnenlicht unter einem Winkel von etwa 50° bis 53°. Hier wird das Licht im Tropfen zweimal reflektiert. Deshalb sieht man die Farben des Nebenregenbogens in umgekehrter Reihenfolge.
Ein Betrachter sieht Haupt- und Nebenregenbogen als Teil eines Kreisbogens.
Der Mittelpunkt der Regenbogenkreise liegt auf der Geraden, die von der Sonne durch das Auge des Beobachters verläuft.
Vollständige Regenbogenkreise kann man daher nur sehen, wenn der Blick nach unten frei ist, z. B. von einem Flugzeug aus.
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Entstehung des Regenbogens

Medieninfo
Aufgabe
Dieses Modul zeigt schrittweise die Voraussetzungen und Gesetzmäßigkeiten bei der Entstehung des Phänomens Regenbogen.

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Ansprechpartner
Michael Wagner

Naturwissenschaftliche Medienmodule, Autoren:
Prof. Dr. Bernd Baumann, Wolfram Bäurle, Joachim Böttner
Maria Beier, Dr. Irmtraud Beyer, Manfred Bergau
Prof. Dr. Susanne Bickel-Sandkötter, Dr. Angelika Gauß
Paul Gietz, Carola Gorke, Barbara Hoppe, Dr. Jürgen Kirstein
et al., Andrea Kunz, Prof. Dr. Horst Müller, Prof. Dr. Peter Möller
Reinhard Peppmeier, Dr. Helmut Prechtl, Burkhard Priesnitz
Sonja Riedel, Hans Joachim Rösner, Bernd Schäpers
Burkhard Schäfer, Karola Schnurr, Thomas Seilnacht
Dr. Hans-Jürgen Seitz, Bernhard Spieldenner, Gregor Svoboda
Karl-Heinz Umlauft, Heiko Wontroba, Martina Weißmeyer
Dr. Norbert Welsch et al., Welsch & Partner,Jörg Wolter

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Naturwissenschaftliche Medienmodule, Animationen, Grafiken:
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DIM Digitale Medien, Berlin
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Dr. Jürgen Kirstein et al, TU Berlin Jörg Mair, Herrsching
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Welsch & Partner, Tübingen
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Grafiken PSE
normaldesign GbR (Maria und Jens-Peter Becker),
Schwäbisch Gmünd