Warum Regenbogen gekrümmt sind

Überzähliger Regenbogenüber New York City – 8. Juli 2017 – von Alexander Krivenyshev ofWorldTimeZone.com.


Licht und Regentropfen bilden zusammen einen Regenbogen, aber warum ist er gekrümmt? Hier sind einige Dinge, die Sie sich merken sollten, bevor Sie beginnen, oder springen Sie einfach zuetwas Regenbogenphysik, oder springen Sie zumErklärung, warum Regenbögen gekrümmt sind, unter.

Dinge, an die Sie sich erinnern sollten…


Suchen Sie zuerst nach einem Regenbogen, wenn die Sonne hinter Ihnen steht und vor Ihnen Regentropfen fallen.

Zweitens, wissen Sie, dass bei der Herstellung des Regenbogens Sonnenlicht aus vielen Regentropfen gleichzeitig hervortritt. Ein Regenbogen ist kein flaches zweidimensionales Bild auf der Himmelskuppel. Es ist eher ein Mosaik, das aus vielen einzelnen Teilen besteht … in drei Dimensionen. Mehr über die dreidimensionale Qualität von Regenbögen weiter unten. Wissen Sie nur, dass Ihr Auge Regenbogen aus dem gleichen Grund als flach wahrnimmt, aus dem wir Sonne und Mond als flache Scheiben sehen, denn wenn wir in den Himmel schauen, gibt es keine visuellen Hinweise, die uns etwas anderes sagen.

Drittens sind Regenbogen mehr als Halbkreise. Sie sind wirklich ganze Kreise. Sie werden niemals einen kreisförmigen Regenbogen von der Erdoberfläche aus sehen, weil Ihr Horizont im Weg steht. Aber in der Höhe sehen sie manchmal Leute in Flugzeugen. Schauen Sie sich das Foto unten an.

Größer anzeigen. | Der Vollkreis-Regenbogen wurde 2013 über dem Cottesloe Beach in der Nähe von Perth, Australien, von Colin Leonhardt von Birdseye View Photography eingefangen. Er war in einem Hubschrauber, der zwischen einer untergehenden Sonne und einem Regenguss flog. Mit Genehmigung verwendet. Bestellen Sie Abzüge dieses Fotos.

Größer anzeigen.| Der Vollkreis-Regenbogen wurde 2013 über Cottesloe Beach in der Nähe von Perth, Australien, eingefangen vonColin Leonhardt von Birdseye View Photography. Er war in einem Hubschrauber, der zwischen einer untergehenden Sonne und einem Regenguss flog. Mit Genehmigung verwendet.




Bereit für etwas Regenbogenphysik?Bei der Herstellung eines Regenbogens ist das Sonnenlicht, das in jeden einzelnen Regentropfen scheint,gebrochen, oder in seine Komponentenfarben aufteilen. Und das Licht ist auchreflektiert, damit diese verschiedenen Farben wieder aufprallen.

Ein Schlüssel zu Regenbögen ist, dass das Licht die Sammlung von Regentropfen vor Ihnen hinterlässtin einem Winkel. Bei der Herstellung eines Regenbogens beträgt der Winkel zwischen 40 und 42 Grad, abhängig von der Farbe (Wellenlänge) des Lichts.Physikclassroom.comhat es so erklärt:

Der Kreis (oder Halbkreis) entsteht, weil es in der Atmosphäre eine Ansammlung schwebender Tröpfchen gibt, die das gestreute Licht in Abweichungswinkeln von 40-42 Grad relativ zum ursprünglichen Lichtweg von der Sonne konzentrieren können.

Diese Tröpfchen bilden tatsächlich einen Kreisbogen, wobei jedes Tröpfchen innerhalb des Bogens Licht streut und zum Beobachter zurückreflektiert.


Lichtwinkel, die vom Regenbogen zum Beobachter kommen

Bild überSteve Beeson, Arizona State University.

Warum sind Regenbogen gekrümmt?Um die Krümmung von Regenbögen zu verstehen, müssen Sie Ihren Geist in den dreidimensionalen Denkmodus versetzen.Cecil Adams von der Zeitungskolumne The Straight Dopehat es so erklärt:

Wir sind es gewohnt, uns Regenbögen grundsätzlich zweidimensional vorzustellen, aber das ist eine Illusion, die durch fehlende Entfernungshinweise verursacht wird. Die Wassertröpfchenwolke, die den Regenbogen erzeugt, ist offensichtlich dreidimensional verteilt.

Die Reflexionsgeometrie ist jedoch so, dass alle Tröpfchen, die das Licht des Regenbogens zu Ihnen reflektieren, in einem Kegel mit Ihren Augen an der Spitze liegen.


Es braucht einen intuitiven Sprung, um zu verstehen, warum dies so sein sollte, aber lassen Sie uns es versuchen. Wassertropfen reflektieren Sonnenlicht (oder jedes Licht) in einem Winkel zwischen 40 und 42 Grad, je nach Wellenlänge …

Die Sonne steht tief und hinter dir. Alle Sonnenstrahlen gehen hinein, treffen auf die Wassertröpfchenwolke vor Ihnen und prallen in einem Winkel von [ungefähr] 40 Grad zurück.

Natürlich können die Strahlen 40 Grad in jede Richtung abprallen – nach oben, unten und zur Seite.

Aber die einzigen, die Sie sehen, sind diejenigen, die auf einem Kegel mit einem seitlichen Winkel von 40 Grad liegen und Ihre Augen an der Spitze liegen.

Ich habe auch gefragtLes Cowley von der großartigen Website Atmospheric Optics. Er ist ein Weltklasse-Experte für Himmelsoptik und ForVMs Ansprechpartner für alle Himmelsphänomene am Tag. Les hat mir gesagt:

Die Erklärung des Kegels ist solide undauch mein Favorit bei Atmospheric Optics.

Regenbogen gibt es nicht! Sie sind nirgendwo im Weltraum. Sie können sie nicht berühren oder umfahren. Sie sind eine Ansammlung von Strahlen von glitzernden Regentropfen, die zufällig unsere Augen erreichen. Regentropfen funkeln Regenbogenstrahlen in einem Winkel von 42 Grad vom Punkt direkt gegenüber der Sonne. Alle Tropfen, die den Regenbogen glänzen, befinden sich auf der Oberfläche eines Kegels, dessen Spitze auf Ihr Auge gerichtet ist. Sie können nah und fern sein. Andere Tropfen, die nicht auf dem Kegel liegen, funkeln ebenfalls das Sonnenlicht in Regenbogenfarben, aber ihre Strahlen erreichen unsere Augen nicht. Wir sehen nur die auf dem Kegel. Wenn Sie auf den Kegel schauen, sehen Sie einen Kreis. Regenbogen sind also Kreise!

Um technisch zu werden,So entstehen Regenbogenstrahlen.

Und dieser (es kostete Mühe, ihn zu schreiben) erklärtwarum wir Regenbögen und Halos sehen.

Puh! Vielen Dank von ForVM an alle klugen und sachkundigen Leute, die zu dieser Erklärung beigetragen haben!

Ebener Schnitt durch Konus im rechten Winkel.

Ein Kreis als Abschnitt eines Kegels, überxactly.com.

Und jetzt noch ein paar tolle Bilder!

Mohamed Laaifat Photographies in der Normandie, Frankreich, hat am 28. März 2018 den zunehmenden gewölbten Mond unter einem Regenbogen eingefangen.

7. April 2016. Culpeper, Virginia. Foto: Janet Furlong.

Culpeper, Virginia. Bild über Janet Furlong.

Regenbogen spiegelt sich bei Sonnenuntergang, viaFotograf Göran Strand. Er hat dieses Bild in Vansbro, Schweden, über einem Fluss aufgenommen, der als Västerdalälven bekannt ist. Mehr zu diesem BildHier.

Foto überEric Rolf.

Jüri Voit in Estland hat diesen doppelten Regenbogen und Blitz am 18. Juli 2017 eingefangen. Image viaJüri Voit.

Größer anzeigen. | Foto über Jennifer Khordi.

Regenbogen über der Brooklyn Bridge. Foto über Jennifer Khordi.

Eliot Herman schrieb im April 2016: ' Dies ist mein Lieblings-Boden, der Regenbogen direkt vor meiner Haustür umarmt, meine Töchter haben diesen zu meinen Gepäckanhängern gemacht ...'

Eliot Herman schrieb an ForVM: „Dies ist mein Lieblings-Bodenumarmungs-Regenbogen, direkt vor meiner Haustür … Ein letztes letztes Gewitter und als der Tag zu Ende ging, klarte es auf und die tiefstehende Sonne beleuchtete diesen bodenumarmenden Regenbogen auf dem angrenzenden Hang.'

Nevada, nach starkem Monsunregen. Foto über RN Mischa.

Grand Canyon-Regenbogen. Foto über Anne McLellan Schwan.

Niagarafälle. Foto über Bob Lennartz.

Foto über Jean Marie Delaporte in der Normandie, Frankreich

Fazit: Warum Regenbogen eine gebogene Form haben.