Vor zwei Tagen war die Frage des Tages „Warum ist der Himmel blau?“ Aus irgendeinem Grund löste das eine Flut von „Was verursacht einen Regenbogen?“-Fragen aus, also lassen Sie uns durch die Natur des Regenbogens gehen.
Sie wissen, dass Licht aus einer Sammlung vieler Farben besteht: rot, orange, gelb, grün, blau, indigo, violett. Deshalb kann ein Prisma auf der einen Seite weißes Licht aufnehmen und auf der anderen Seite einen eigenen Mini-Regenbogen erzeugen. Um Regenbögen zu verstehen, muss man erst einmal verstehen, was im Inneren eines Prismas passiert, damit es weißes Licht in seine Farben zerlegt.
Werbung
Ein Prisma ist ein dreieckiges Stück Glas oder Kunststoff. Um es dazu zu bringen, einen Mini-Regenbogen zu erzeugen, lässt man einen schmalen Streifen weißen Lichts auf eine Seite des Dreiecks fallen, etwa so:
(Auf dieser Seite finden Sie ein hübsches Java-Applet, das die Dispersion eines Prismas demonstriert.)
Die Dispersion der Farben in einem Prisma entsteht aufgrund des sogenannten Brechungsindex des Glases. Jedes Material hat einen anderen Brechungsindex. Wenn Licht in ein Material eintritt (z. B. wenn Licht, das durch die Luft wandert, in das Glas eines Prismas eintritt), bewirkt der Unterschied im Brechungsindex von Luft und Glas, dass das Licht gebeugt wird. Der Winkel der Beugung ist für verschiedene Wellenlängen des Lichts unterschiedlich. Während sich das weiße Licht durch die beiden Seiten des Prismas bewegt, biegen sich die verschiedenen Farben unterschiedlich stark und breiten sich so zu einem Regenbogen aus.
Bei einem Regenbogen wirken Regentropfen in der Luft wie winzige Prismen. Das Licht tritt in den Regentropfen ein, wird an der Seite des Tropfens reflektiert und tritt wieder aus. Dabei wird es wie in einem dreieckigen Glasprisma in ein Spektrum gebrochen, so wie hier:
„Der Winkel zwischen dem einfallenden und dem aus dem Tropfen austretenden Lichtstrahl beträgt 42 Grad für Rot und 40 Grad für Violett. Sie können in diesem Diagramm sehen, dass die Winkel dazu führen, dass verschiedene Farben aus verschiedenen Tropfen Ihr Auge erreichen und einen kreisförmigen Farbsaum am Himmel bilden – einen Regenbogen! Bei einem doppelten Regenbogen entsteht der zweite Bogen, weil die Tropfen im Inneren zwei Reflexionen haben können und den gleichen Effekt erhalten. Die Tröpfchen müssen die richtige Größe haben, um zwei Reflexionen zu erzeugen.
Das nächste Mal, wenn Sie einen Regenbogen sehen, werden Sie ihn in einem ganz neuen Licht sehen. Weitere Informationen finden Sie unter Wie Regenbögen funktionieren.
Werbung