Lichtbrechung

Wie entsteht ein doppelter Regenbogen?

Stand
AUTOR/IN
Gábor Paál
Gábor Paál (Foto: SWR, Oliver Reuther)

Ein zweiter Regenbogen entsteht, wenn das Licht sich im Regentropfen zwei Mal spiegelt. Aber wie kommt das?

Audio herunterladen ( | MP3)

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.

Physik Warum gilt rotes Licht als "warm", obwohl es energieärmer ist als blaues?

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.

Wetter Warum kommt es nach einer Dürre oft zu Hochwasser?

Man sollte meinen, dass ausgetrocknete Böden regelrecht nach Wasser dürsten und jeden Tropfen, der von oben kommt, bereitwillig aufnehmen. Aber das Gegenteil ist der Fall: Obwohl der Boden so trocken ist, steht das Wasser trotzdem in Pfützen und versickert nicht oder nur langsam. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

SWR2 Impuls SWR2

Wetter Wie schnell fallen Regentropfen?

Ein Fallschirmspringer erreicht, bevor sich der Fallschirm öffnet, Geschwindigkeiten bis zu 200 km/h. Davon ist ein Regentropfen weit entfernt - aus mehreren Gründen. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Alltagsphänomen Warum riecht die Natur bei einem kurzen Regenschauer so intensiv?

Dafür sorgen vor allem die Mikroorganismen im Boden. Dieser „Regen-Geruch“ ist am intensivsten, wenn nach einer längeren Trockenzeit ein kräftiger Schauer einsetzt. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Derzeit gefragt

Ornithologie Benutzen Blaumeisen das Nest vom Vorjahr oder bauen sie neu?

Das alte Nest, so wie es ist, wird nie mehr direkt benutzt, sondern die Vögel bauen ein neues Nestchen darüber. Von Claus König

Gesundheit Mit dem Rauchen aufhören: Wann ist der Körper wieder auf Nichtraucherniveau?

Das Rauchen hat viele Auswirkungen auf den Körper. Manche verschwinden, wenn man aufhört, schneller, andere brauchen länger. Recht schnell verschwinden die unmittelbaren Symptome, also der Raucherhusten und die Kurzatmigkeit. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Ornithologie In welchen Abständen legen Meisen ihre Eier?

Eine Blaumeise kann bis zu 12 Eier legen – jeden Tag eins. Trotzdem schlüpfen die Jungen alle gleichzeitig, denn gebrütet wird erst, wenn das Gelege vollständig ist. Von Hans-Heiner Bergmann

Holocaust 6 Millionen ermordete Juden – Woher stammt diese Zahl?

6 Millionen Juden haben die Nationalsozialisten ermordet. Rund 4 Millionen Menschen starben in Konzentrations- und Vernichtungslagern, 2 Millionen durch Massaker. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0. | http://swr.li/holocaust

Geschichte Wie nannte man das "Mittelalter" im Mittelalter?

Wir können heute vom Mittelalter sprechen, weil wir in der "Neuzeit" leben. Aber im Mittelalter selbst gab es eine ganz eigene Zeitrechnung, die heute kaum jemand kennt. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Völkerrecht Hat die Bundesrepublik Deutschland nach 1945 einen Friedensvertrag unterzeichnet?

Am Ende des Zweiten Weltkrieges hat Deutschland zwar kapituliert, aber keinen Friedensvertrag abgeschlossen. Das lag daran, dass es in der Nachkriegszeit zunächst keine deutsche Regierung mehr gab, die einen solchen Vertrag hätte abschließen können. Von Gábor Paál