7. Juni 2022

Gibt es dreifache Regenbögen?

Dies ist der Beginn unserer "Colors of Pride"-Geschichten, mit denen wir den Pride Monat 2022 feiern.

Regenbögen gehören zu den wenigen Dingen auf der Welt, die niemand hasst. Kann es denn genug von ihnen geben – oder gar zu viele? In seltenen Fällen ist Ihnen vielleicht schon einmal ein doppelter Regenbogen begegnet. Aber ist es physikalisch überhaupt möglich, einen Tripel-Regenbogen zu finden?

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Unter den vielen Wundern der Welt sind Regenbögen jedem Kind bekannt. Sie erscheinen häufig nach Regen, genauer gesagt: Sie entstehen, wenn vor einem eine Unzahl von Wassertropfen in der Luft sind und das Sonnenlicht von hinten auf sie scheint. Die Klimawissenschafterin und Wolkenexpertin Yi-Ling Hwong von der Muller Forschungsgruppe fasst die Grundlagen des Regenbogens zusammen: „Weißes Sonnenlicht besteht aus dem gesamten Farbspektrum. Als elektromagnetische Welle wird die Farbe des Lichts durch seine Wellenlänge definiert, wobei Violett die kürzeste und Rot die längste Wellenlänge hat. Beim Durchdringen der Oberfläche eines Tröpfchens, an der Grenze zwischen Luft und Wasser, wird nun jede Wellenlänge, also jede Farbe im weißen Licht, in einem anderen Winkel gebrochen und in einen Regenbogen zerlegt.“

RAINBOW Refraction (1) (c) ISTA
RAINBOW Refraction (2) (c) ISTA
RAINBOW Refraction (3) (c) ISTA

Bild oben: Lichtwege im Inneren von Tröpfchen. Die Brechung an der Oberfläche und die Anzahl der inneren Reflexionen bestimmen die Reihenfolge und den Winkel eines Regenbogens: Normaler Regenbogen links, Doppelregenbogen in der Mitte und tertiärer Regenbogen rechts. © ISTA


Da das rote Licht weniger stark gebrochen wird als das blaue, ist es am äußeren Rand zu sehen und das blaue am inneren. Diese erste Art Regenbogen wird Primärbogen genannt. Es gibt aber auch Doppelregenbögen. Bei den Sekundärbögen werden die Strahlen im Inneren des Tropfens zweimal reflektiert. Aufgrund der doppelten Reflexion ist die Intensität geringer und die Farbreihenfolge umgekehrt.

Und dreifache Regenbögen?

„Erstens, ja, es gibt sie“, stellt Hwong klar. „Aber ein echter Regenbogen dritter Ordnung sollte nicht mit den viel häufigeren Phänomenen der Interferenzbögen und Spiegelbögen verwechselt werden.“ Regenbögen dritter Ordnung oder tertiäre Regenbögen entstehen durch drei Reflexionen im Inneren des Tropfens. Im Gegensatz zu primären und sekundären Bögen verlassen die Strahlen das Tröpfchen in Richtung weg von der Sonne. Um einen tertiären Regenbogen zu sehen, muss man also in Richtung Sonne blicken. Bei einer Intensität, die nur ein Viertel des primären Bogens beträgt, macht das helle Sonnenlicht es jedoch fast unmöglich, den Regenbogen zu erkennen. Erst 2011 wurde in der Fachzeitschrift Applied Optics der erste fotografische Nachweis dafür veröffentlicht. Bleiben Sie also wachsam und halten Sie Ausschau nach Regenbögen – vielleicht entdecken Sie ja etwas Neues.

RAINBOW Supernumerary(c)WMO,Pam Gore
Image RAINBOW Reflection Rainbow Cropped(c)WMO,Edward Graham
Image RAINBOW Tertiary Rainbow Cropped(c)Applied Optics,Michael Grossmann

Bild oben: Verschiedene Arten von Mehrfach-Regenbögen. Interferenzbögen (links) werden durch Interferenz verursacht und Spiegelbögen (Mitte) entstehen über Wasserflächen, die die Lichtquelle reflektieren. Regenbögen dritter Ordnung (rechts) sind in Richtung der Sonne sichtbar und sehr schwach. © WMO/Pam Gore; WMO/Edward Graham; Applied Optics/Michael Grossmann et al.



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