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Nebel | 28.12.2018
michael
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primärer und sekundärer Regenbogen |
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Der primäre Regenbogen ist wohl die mit Abstand bekannteste Form atmosphärischer Leuchterscheinungen und zeigt sich als leuchtendes Farbband in Bogenform am Himmel.
Er entsteht dann, wenn der Betrachter auf eine vor ihm befindliche Regenwand schaut und die Sonne dabei im Rücken hat.
Vom Sonnengegenpunkt aus, spannt sich der Regenbogen in einem Radius von ca. 42° um diesen. Das bedeutet, dass der Regenbogen seinen höchsten Stand erreicht, wenn die Sonne am Horizont steht. Er ist dann auch mit ca. 84° am breitesten. Von einem Berg, einem hohen Gebäude oder vom Flugzeug aus kann man bei günstigen Bedingungen einen fast geschlossenen Regenkreis beobachten. Steht die Sonne höher als 42°, kann der Regenbogen vom Boden aus nicht mehr gesehen werden, da der Scheitelpunkt dann unterhalb des Horizontes liegt.
Sonnenlicht tritt in den fallenden Wassertropfen ein, wird in seine Spektralfarben zerlegt, an der Rückseite des Tropfens reflektiert und tritt an der Vorderseite wieder aus. Dies geschieht in einem ungefähren Winkel von 40° für blaues Licht, bzw. 42° für rotes Licht, relativ zu den einfallenden Sonnenstrahlen.
Abhängig von der Eigenschaft des Regentropfens, einfallendes weißes Sonnenlicht in die Spektralfarben zu zerlegen (Dispersion); die jeweils unterschiedliche Wellenlängen aufweisen; sehen wir den Regenbogen auch farbig. Rot an der Aussenseite, blau-violett an der Innenseite.
Alle Regentropfen die das reflektierte und gebrochene Sonnenlicht durch den minimalen Ablenkungswinkel von 138° in das Auge des Betrachters lenken, erzeugen dort einen sich öffnenden Kegelmantels mit einem Winkel von 42° um den Sonnengegenpunkt.
Diese Tropfen erscheinen uns farbig und erzeugen durch die geometrische Form des Kegelmantels den Regenbogen.
Die Entstehung des Regenbogens ist eine sehr komplexe Sache, im Grunde entsteht an jedem einzelnen Tropfen ein eigener Lichtkegel, da das einfallende Sonnenlicht auf der sonnenzugewandten Halbkugel des Tropfens einfällt und somit eine Vielzahl von möglichen Reflektionen im Bereich des minimalen Ablenkungswinkel entstehen läßt.
Zusammen mit dem Beobachterkegel entsteht dann an den Berührungspunkten der Mantelflächen der Regenbogen für den Betrachter.
Das bedeutet demnach, dass jeder Betrachter nur seinen eigenen Regenbogen sehen kann. Ein Regenbogen ist keine "stationäre" Erscheinung, er wandert mit uns, wenn wir uns bewegen.
Ensteht innerhalb des Tropfens eine zweite Reflektion, so kann man den Nebenbogen bzw. Sekundärbogen beobachten. Da hier aber durch die doppelte Reflektion innerhalb des Tropfens viel Licht in andere Richtungen gestreut wird, ist der Nebenbogen nicht so lichtstark wir der Hauptbogen. Der Radius bei diesem Bogen beträgt ca.51° um den Sonnengegenpunkt.
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