Regenbögen sieht man nur ab und zu mal. Damit sie entstehen, sind zwei Dinge nötig: Die Sonne muss scheinen und gleichzeitig muss es regnen. Dann spiegelt sich das Sonnenlicht in den Regentröpfchen. Aber warum sieht das Sonnenlicht, das ein Regenbogen zu uns zurückspiegelt, so bunt aus? Dazu hier zwei Mini-Experimente.
Dieses Material benötigst du für die beiden Mini-Experimente:
- 1 Lineal
- 1 Glasschüssel oder Vase aus Glas
- 1 CD
- 1 weißes Blatt Papier
Das Sonnenlicht sieht weiß aus. Aber eigentlich besteht es aus vielen verschiedenen Farben, die eben alle zusammen weißes Licht ergeben. Du kannst dir einen weißen Lichtstrahl so vorstellen, als ob er aus vielen bunten Lichtstrahlen zusammengesetzt ist. Normalerweise erkennt man das nicht, weil die einzelnen farbigen Lichtstrahlen alle schnurgerade bei unserem Auge ankommen – und dann sieht es für uns eben wie ein einziger weißer Lichtstrahl aus.
Aber bei einem Regenbogen ist das anders: Da wird das Sonnenlicht von den Wassertröpfchen so gespiegelt, dass es gewissermaßen in seine einzelnen Farben „zerlegt“ wird. Das hängt damit zusammen, dass der Lichtstrahl aus der Luft in das Wasser des Tropfens eindringt. Dabei ändert der Lichtstrahl seine Richtung – man sagt auch, dass er „abgelenkt“ wird. Und hier kommt das erste Mini-Experiment. Halte ein Lineal in eine Schüssel oder in eine Vase aus Glas, die du vorher mit Wasser gefüllt hast. Das Lineal ist oben noch in der Luft, die untere Hälfte aber im Wasser. Das ist jetzt genau so wie beim Lichtstrahl, der aus der Luft ins Wasser eintaucht. Betrachte deinen Versuchsaufbau von verschiedenen Seiten. Du wirst sehen, dass das Lineal etwas verformt aussieht – als ob es einen „Knick“ hätte. So wird auch ein Lichtstrahl verformt und „abgeknickt“, der durch einen Regentropfen wandert. Er wird also von den Wassertropfen nicht „gerade“, sondern „verformt“ zurückgespiegelt.
Diese Grafik zeigt, wie ein weißer Lichtstrahl in einen Regentropfen fällt und im Wasser „verformt“ wird. An der „Rückseite“ des Tropfens wird er gespiegelt und dabei in seine einzelnen Farben zerlegt. So wird kein weißer Lichtstrahl zurück gespiegelt, sondern mehrere bunte Lichtstrahlen nebeneinander. Bild: Wikipedia
Dadurch kommen die einzelnen farbigen Lichtstrahlen nicht mehr schnurgerade am selben Punkt heraus, sondern sie werden durch die Verformung „aufgefächert“ – hier die blauen, daneben die grünen, dann die gelben und die roten.
Und jetzt unser zweites Mini-Experiment, bei dem du selbst einen künstlichen Regenbogen erzeugst! Dafür brauchst du nur eine CD und eine weiße Wand oder ein weißes Blatt Papier – und Sonnenlicht.
Mit einer CD kannst du einen künstlichen Regenbogen erzeugen. Bild: DLR
Wenn die Sonne durchs Fenster scheint, hältst du die CD mit der glänzenden Unterseite ins Licht und spiegelst die Sonnenstrahlen an eine helle Wand im Zimmer oder auf ein weißes Blatt Papier. Und schon hast du einen künstlichen Regenbogen erzeugt! Die CD besteht natürlich nicht aus Wasser. Aber sie ist mit einer hauchdünnen Schicht überzogen, bei der so etwas Ähnliches wie in den Regentröpfchen passiert. So fächert auch die CD das Licht in seine Farben auf.
Übrigens gibt es auch technische Instrumente, die das Licht auffächern und in seine einzelnen Farben zerlegen. Damit untersuchen Fachleute zum Beispiel die Sonne. Sie sieht dann wie in diesen Bildern eines Satelliten aus, wo man ihr Licht mal in der einen und mal in der anderen Farbe sieht. Bilder: NASA, SDO