De Regenboog

Regenboog

 

Iedereen kent de verschijning van de regenboog. Of dat nu in de lucht is bij een regenwolk wanneer je de zon in de rug hebt, of bij een waterval, waarbij je soms een regenboog ziet in de nevel met de zon in je rug.

 

Wanneer de zon laag boven de horizon staat, bijvoorbeeld bij zonsondergang, kan de regenboog in de lucht roder lijken dan normaal. Dit komt doordat de andere kleuren van licht met korte golflengtes, zoals blauw of groen, dan meer verstrooid dan bijvoorbeeld rood met een kleur met een lange golflengte. Ook de zon zelf kleurt roder wanneer zij laag aan de horizon staat. Dit om dezelfde reden. De verstrooiing wordt Rayleighverstrooiing genoemd.

Bron: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Supernumerary_rainbow_03_contrast.jpg

 

Dit is de verstrooiing van licht die door deeltjes die kleiner zijn dan de golflengte van het licht. Rayleighverstrooiing treedt op wanneer licht door een transparante vloeistof of vaste stof gaat, maar kan het duidelijkst bij gassen worden waargenomen. Rayleighverstrooiing is de reden waarom een onbewolkte lucht blauw is. Blauw licht heeft ongeveer een twee keer zo korte golflengte dan rood en wordt daardoor veel beter verstrooid. Hiervoor zijn ook formules, voor de wiskunde liefhebbers: http://nl.wikipedia.org/wiki/Rayleighverstrooiing

 

Kleur

Golflengte (nanometer)

Rood

650

Geelgroen

550

Blauw

450

http://nl.wikipedia.org/wiki/Regenboog_(optica)

 

Soms herhalen de kleuren van de regenboog zich aan de binnenkant, dus voornamelijk de kleuren blauw, indigo en violet. De boog is dan in meer smalle bogen opgesplitst (dit zijn overtallige bogen). Dit effect treedt op bij kleine druppeltjes en kan verklaard worden als interferentiepatroon (het samen of tegenwerken van verscheidene golven op dezelfde tijd en plaats http://nl.wikipedia.org/wiki/Interferentie_(natuurkunde)). Zie de eerste foto

Als lichtgolven in de pas uittreden, verstreken ze elkaar.  Wanneer ze precies uit de pas lopen, doven ze elkaar uit. Onder het hoogste punt van de regenboog zijn de overtallige bogen het beste te zien.

 

Ook heeft onweer effect op de regenboog, maar is zelden waargenomen. Bij de donder trilde de boog, werden de grenzen tussen de kleuren van de boog uitgewist en verdween de tussenruimte tussen de eerste overtallige boog en de hoofdboog. Dit wijst op de vergroting of een trilling van de druppels.

 

Bij een mistboog is het een ander verhaal. De waterdruppeltjes zijn bij mist zo klein, dat je een witte boog ziet met een rode buitenrand en een blauwe binnenrand. Hier is de interferentie zo sterk dat de kleuren elkaar overlappen en een witte indruk geven. Wanneer de druppels nog kleiner zijn, zie je soms alleen een hele witte boog.

 

Maar bij een gewone regenboog die goed sterk is, zie je soms een tweede en heel af en toe een derde boog. Dit komt door dubbele terugkaatsing van zonlicht. De kleuren staan dan in omgekeerde volgorde van de hoofdboog. Tussen de bogen is de hemel donker, de zogenaamde donkere band van Alexander, genaamd naar de Giekse filosoof Alexander van Aphrodisias die rond 200 na Christus leefde. Wanneer er zelfs een nog zwakkere derde boog verschijnt, is er voldoende water in de lucht en voldoende sterke belichting voor nog een weerspiegeling. Ook hier zijn de kleuren weer omgekeerd. De bogen worden steeds zwakker door het verlies van licht tijdens de weerspiegeling.

Bron: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dubbele_regenboog_Vierhouten.jpg

 

Ook bestaat er een fenomeen als een spiegelboog. Dit is een zeldzame extra boog die boven een glad wateroppervlak kan staan. Het spiegelbeeld van de zon zorgt voor een extra regenboog aan de hemel. Het spiegelbeeld van de zon bevindt zich dan onder de horizon waardoor de spiegelboog wat hoger staat dan de hoofdboog.

 

Ook ’s nachts komt er heel af en toe een regenboog voor, in dit geval de maanboog. Bij volle maan is er soms een regenboog te zien. Omdat het menselijk ook bij nacht geen kleuren kan waarnemen, lijkt de boog kleurloos.