Gestern Abend gab es in Jena ein ganz besonders tolles Naturschauspiel. Schon der Blick nach Westen Richtung Sonnenuntergang war fantastisch:
Ok, das sieht zwar so aus, als wäre da irgendwo in Weimar ne Atombombe hochgegangen. Aber die Stadt steht noch und es war “nur” ein äußerst spektakulärer Sonnenuntergang. So richtig fantastisch aber wurde es, wenn man dem Sonnenuntergang den Rücken zudrehte und Richtung Osten blickte. Da gab es dann einen Regenbogen zu sehen. Und was für einen! Es war der spektakulärste, den ich jemals gesehen habe. Gewaltig groß und breit und die Farben so kräftig als wären sie direkt mit Wandfarbe an den Himmel gemalt. Ein Anblick bei dem einen der Mund offen blieb und der sich leider nicht wirklich mit einer Kamera festhalten ließ (zumindest nicht, wenn man von Fotografie so wenig Ahnung hat wie ich). Ich habe es aber trotzdem probiert:
Naja, wie ich schon sagte. Kein Vergleich mit dem Original. Nichtmal den sekundären Regenbogen kann man wirklich gut sehen. Glücklicherweise gab es aber einige andere Jenaer und Jenenser, die bessere Fotos machten:
Dieses Bild hier hat ScienceBlog-Kollegin Anke gemacht:
Ein ganz besonders fantastisches Bild hat Sebastian Grabert gemacht:
Und hier noch eine tolle Aufnahme von Uta von Förster:
Ach, ihr hättet das live sehen sollen, das war wirklich alles viel beeindruckender, selbst wenn die Fotos cool sind! Auf denen erkennt man auch toll ein paar Eigenschaften des Regenbogens, die man nicht so häufig sieht. Den Nebenregenbogen zum Beispiel oder “Alexanders dunkles Band” (der Bereich zwischen den beiden Bogen der dunkler aussieht als der Bereich innerhalb des Hauptregenbogens). Glücklicherweise kann man das alles auch erklären. Denn im Gegensatz zu John Keats der sich in einem Gedicht über die bösen Wissenschaftler beschwert, die es wagen, den Regenbogen zu erklären und ihm den Zauber nehmen:
“Do not all charms fly
At the mere touch of cold philosophy?
There was an awful rainbow once in heaven:
We know her woof, her texture; she is given
In the dull catalogue of common things.
Philosophy will clip an Angel’s wings,
Conquer all mysteries by rule and line,
Empty the haunted air, and gnomed mine–
Unweave a rainbow, as it erewhile made.”
halte ich es da mit Richard Feynman, der sagte dass eine Erklärung der Dinge die vorhandende Schönheit nie zerstören kann. “Es kommt immer nur Schönheit hinzu”, sagte er und damit hat er natürlich Recht. Also! Schauen wir uns, wie ein Regenbogen entsteht. Das ist nämlich komplizierter, als man sich denken mag. Klar, der Regenbogen ensteht durch das Licht der Sonne, dass in den Tropfen gebrochen wird wie in einem Prisma. So viel lernt jedes Kind schon in der Schule. Doch die Details sind weniger Menschen bekannt.
Ein Regenbogen ist zum Beispiel kein fixes Gebilde um das man herum gehen könnte um es zum Beispiel von der Seite oder von gegenüber zu betrachten. Man kann ihn nur dann sehen, wenn die Sonne genau hinter einem steht. Und er existiert nur, wenn man ihn betrachtet. Ohne Beobachter gibt es keinen Regenbogen. Die Regentropfen fallen ja zu Boden und sind ständig in Bewegung. Die Tropfen, die dafür sorgen dass wir einen Regenbogen sehen sind also nie die selben sondern wechseln sich ständig ab. Das Sonnenlicht trifft auf die Tropfen und wird als Kegel buntem Lichts unter einem Winkel von etwa 42 Grad wieder zurück geworfen.
Jeder Regentropfen reflektiert und bricht das Licht und erzeugt dabei alle Regenbogenfarben. Wir sehen aber nur die Lichtstrahlen die unser Auge treffen und weil verschieden farbiges Licht verschieden stark gebrochen wird sehen wir die typische Abfolge von Farben im Regenbogen:
Wer Glück hat, kann aber nicht nur einen einzigen Regenbogen sehen, sondern sogar zwei. Diese “Nebenregenbogen” entstehen, weil das Licht im Tropfen nicht nur einmal gebrochen reflektiert wird, sondern mehrmals. Die Farben treten bei diesem Nebenregenbogen in umgekehrter Reihenfolge auf. Es ist theoretisch auch möglich, drei oder noch mehr Bögen zu sehen; das Licht wird hier allerdings immer schwächer so dass nur wenige Sichtungen von dreifachen Regenbögen bekannt sind.
Die Interaktion zwischen Haupt- und Nebenregenbogen erzeugt auch “Alexanders dunkles Band” (benannt übrigens nach Alexander von Aphrodisias, der es “entdeckt” hat). Hier ist der Himmel innerhalb des Hauptregenbogens deutlich heller; zwischen Haupt- und Nebenregenbogen ist es regelrecht dunkel. Das liegt daran, dass sich die reflektierten Farben des Lichts innerhalb des Hauptbogens vermischen und weißes Licht bilden. Beim Nebenbogen wird das weiße Licht nach außen reflektiert und so erscheint der Bereich dazwischen dunkler.
Über die Physik des Regenbogens könnte man noch seitenweise schreiben und irgendwann landet man sogar bei der Quantenmechanik… Aber ich will es für heute auch nicht übertreiben, sondern nutze den jetzt wieder regenfreien Himmel für einen kleinen Ausflug. Aber auch wenns wieder mal regnet, ärgere ich mich nicht: wer weiß, was man dann wieder tolles zu sehen bekommt 😉
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