Inhalt
- Was Regenbogenfarben verursacht
- Wie Regenbogen entstehen
- Sequenz für Regenbogenfarben
- Isaac Newtons Farbtheorie
- Andere Arten von Regenbogen
- Erinnern an Regenbogenfarben
- Machen Sie Ihren eigenen Regenbogen
Dem griechischen Philosophen Aristoteles wird zugeschrieben, den Regenbogen 350 v. Chr. "Entdeckt" zu haben. Isaac Newton pflanzte jedoch erst um 1665 v. Chr. Die Samen, was später zu einer wissenschaftlichen Erklärung wurde, warum Regenbogen so entstehen wie sie. Die sieben Farben des Regenbogens - Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett - erscheinen immer in derselben Reihenfolge.
Was Regenbogenfarben verursacht
Ein Regenbogen mag zwar so aussehen, als ob er sich an einem festen Punkt am Himmel befindet, dies ist jedoch nicht der Fall. Jeder sieht einen Regenbogen an einer anderen Stelle, abhängig von seiner Position auf dem Boden und dem Sonnenstand (oder einer anderen Lichtquelle). Eine andere coole Tatsache über Regenbogen ist, dass nie zwei Menschen genau dasselbe sehen. Was Sie sehen, hängt davon ab, wie das Licht gebogen und zu Ihnen zurückgeworfen wird. Jemand, der aussieht, als ob er direkt unter einem Regenbogen steht, wird ihn tatsächlich aus der Ferne betrachten und sehen.
Die schönen Farben, die Sie sehen, wenn ein Regenbogen erscheint, werden durch das Aufteilen des Lichts durch ein Prisma in verschiedene Wellenlängen verursacht, wodurch ein Farbspektrum entsteht. Ein Regenbogen erscheint normalerweise nach dem Regen, weil sich das Sonnenlicht (sichtbares weißes Licht, das eigentlich eine Mischung aller sichtbaren Farben ist) durch Wassertröpfchen biegt und in die Farben des Regenbogens aufspaltet. Die Wassertropfen sind in der Regel Regentropfen, sie können aber auch von Sprühwasser, Springbrunnen, Nebel, Tau oder Nebel stammen. Regenbogen bestehen aus sieben Farben, weil die Wassertropfen weißes Sonnenlicht in die sieben Hauptfarben des sichtbaren Lichtspektrums aufteilen.
Wenn Sie jedoch einen Regenbogen genauer untersuchen, können Sie feststellen, dass es mehr als sieben einzelne Farben gibt. Ein Regenbogen ist kein reines Spektrum, sondern besteht aus mehreren Farben, die sich überlappen und miteinander vermischt haben. Es gibt einfach zu viele Farben, als dass das menschliche Auge sie alle unterscheiden könnte.
Wenn sich die Farben eines Regenbogens an ihren Rändern überlappen, erzeugen sie einen Schimmer von "weißem" Licht, wodurch der innere Teil eines Regenbogens viel heller als der äußere ist.
Einige Wissenschaftler glauben, dass Indigo zu nah an Blau ist, um wirklich unterscheidbar zu sein, was einem Regenbogen nur sechs unterscheidbare Farben geben würde.
Wie Regenbogen entstehen
Ein Regenbogen entsteht, wenn Sonnenlicht von Regentropfen in Ihre Augen gestreut wird. Bestimmte meteorologische Bedingungen müssen zutreffen, damit Sie einen Regenbogen sehen können. Für den Anfang muss die Sonne hinter Ihnen stehen, tief am Himmel und in einem Winkel von weniger als 42 Grad über dem Horizont. Je tiefer die Sonne am Himmel steht, desto größer ist der Bogen des Regenbogens. Außerdem muss Regen, Nebel oder eine andere Quelle von Wassertropfen vor Ihnen liegen.
Wenn Licht in einem Winkel auf ein Wassertröpfchen trifft, verlangsamt es sich und ändert die Richtung. Dies wird als Brechung bezeichnet und geschieht, weil Wasser dichter als Luft ist. Wenn Licht in einem bestimmten Winkel ins Wasser fällt, wird ein Teil des Lichts aus dem Wasser reflektiert und verlässt das Tröpfchen. Wenn es sich zurück in die Luft bewegt, findet der Brechungsprozess erneut statt.
Wenn Sie einen Regenbogen sehen, sehen Sie tatsächlich Licht, das von verschiedenen Regentropfen gebrochen und reflektiert wird, einige in einem Winkel von 42 Grad (rotes Licht), einige in einem Winkel von 40 Grad (blaues Licht) und einige dazwischen. Der Abweichungswinkel ist für rotes Licht und blaues Licht unterschiedlich, da blaues Licht stärker gebogen (gebrochen) wird als rotes Licht.
Die beste Zeit, um einen Regenbogen zu sehen, ist kurz nach dem Ende eines Regensturms, wenn noch Wasserdampf in der Luft ist. Sie werden während des Regensturms keinen Regenbogen sehen, da Wolken den größten Teil des Lichts blockieren. Wenn Sie nach dem Regen zu lange warten, ist der Wasserdampf in der Luft vollständig verdunstet. Sie werden nach dem Winterwetter keinen Regenbogen wie Schneefall sehen, da Wassertropfen in Eispartikel gefrieren, die das Licht auf unterschiedliche Weise streuen.
Wenn Sie an der richtigen Stelle stehen, werden Sie sehen, wie das zerstreute Sonnenlicht in Ihre Richtung reflektiert wird. Der bunte Regenbogen erscheint, wenn Licht von vielen Wassertröpfchen gestreut wird, da verschiedene Farben in unterschiedlichen Winkeln aus den Tröpfchen austreten.
Ein Regenbogen hat eine halbrunde Form, da Wassertropfen nicht in eine flache Platte fallen, sondern in verschiedenen Abständen und Geschwindigkeiten. In den meisten Fällen erscheint ein Regenbogen jedoch als Teil einer Bogen-, Halbkreis- oder "U" -Form. Sie sehen einen halbkreisförmigen Regenbogen nur bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang über ebenem Boden, wenn die Sonne direkt am Horizont steht. Ansonsten sehen Sie einen kleineren Teil des Regenbogenbogens. Normalerweise können Sie nur einen Halbkreis eines Regenbogens sehen, da der andere Halbkreis unter dem Horizont verborgen ist. Wenn Sie sich jedoch in einer höheren Position als die Wassertropfen befinden, z. B. auf einem hohen Gebäude, ist es möglich, einen Vollkreis-Regenbogen zu sehen.Das Zentrum eines Regenbogens befindet sich direkt gegenüber der Position der Sonne am Himmel, was bedeutet, dass Sie mehr von einem Regenbogen sehen können, wenn sich die Sonne dem Horizont nähert.
Wenn Sie Glück haben, können Sie möglicherweise einen doppelten Regenbogen sehen (einen sekundären Regenbogen über dem Hauptregenbogen). Die Farben sind im sekundären Regenbogen in umgekehrter Reihenfolge, und sie sind schwächer als im primären Regenbogen, da mehr Licht aus zwei Reflexionen als aus einer austritt. Der sekundäre Regenbogen ist über einen größeren Bereich des Himmels verteilt und fast doppelt so breit wie der primäre Regenbogen.
Zwischen dem primären und dem sekundären Regenbogen eines Doppelregenbogens befindet sich häufig ein dunkles Band. Dies wird Alexanders Band genannt, nach Alexander von Aphrodisias, der das Band erstmals im Jahr 200 n. Chr. Beschrieb. Die Dunkelheit des Bandes beruht auf der Tatsache, dass kein Sonnenlicht von den Wassertröpfchen zwischen den Abweichungswinkeln des primären und des primären auf Sie gestreut wird sekundäre Regenbogen.
Sequenz für Regenbogenfarben
Die Reihenfolge der Regenbogenfarben ist immer gleich - rot, orange, gelb, grün, blau, indigo und heftig - weil unterschiedliche Lichtfarben unterschiedliche Wellenlängen haben. Rot erscheint immer zuerst und bildet den äußeren Bogen des Regenbogens, da er die längste Wellenlänge von etwa 650 Nanometern hat. Da sich das Licht bei 42 Grad biegt, um diese Farbe zu erzeugen, können Sie sie fast immer in einem Regenbogen sehen, auch wenn die anderen Farben im Regenbogen nicht so offensichtlich sind.
Das rote Licht, das Sie in einem Regenbogen sehen, kommt von Tropfen, die etwas höher in der Atmosphäre sind als die Tropfen, die violettes Licht streuen. Kürzere Wellenlängen durchlaufen eine leicht erhöhte Richtungsänderung, was bedeutet, dass Violett immer als letztes auf dem inneren Umriss des Regenbogens erscheint, da es die kürzeste Wellenlänge von etwa 400 Nanometern hat.
Isaac Newtons Farbtheorie
Um 1665 ließ Isaac Newton weißes Licht durch ein Prisma laufen und beobachtete, wie das Licht einen Regenbogen bildete, der aus sieben verschiedenen Farben bestand. Newton glaubte, dass die Farben den Noten der Musikskala entsprachen, die mit D anfingen und keine scharfen oder flachen Stellen enthielten. Zwei der Farben - Orange und Indigo - entsprachen halben Schritten in der Skala. Obwohl Newtons musikalische Analogie später widerlegt wurde (als Wissenschaftler entdeckten, dass Musikfrequenzen und Wellenlängen des sichtbaren Lichts nicht gleich sind), zeigte seine Farbtheorie, dass weißes Licht eine Mischung aus verschiedenfarbigem Licht ist und half zukünftigen Generationen, die Natur des Lichts besser zu verstehen.
Andere Arten von Regenbogen
Anstelle eines Regenbogens sehen Sie möglicherweise einen Nebelbogen, einen Mondbogen oder einen roten Regenbogen.
Ein Nebelbogen ähnelt einem traditionellen Regenbogen, entsteht jedoch, wenn das Sonnenlicht mit Wassertröpfchen in Nebel, Nebel oder Wolke und nicht mit Regentropfen in Wechselwirkung tritt. Die Wassertropfen in einem Nebelbogen sind zwischen 10 und 1000 Mal kleiner als Regentropfen und haben fast immer einen Durchmesser von weniger als 0,1 mm. Ein Nebelbogen kann als weißer Regenbogen bezeichnet werden, da er im Gegensatz zu einem traditionellen Regenbogen mit sieben verschiedenen Farben fast keine Farbe aufweist. Das liegt daran, dass die Wassertropfen so klein sind. Während das Licht vom Wassertropfen immer noch zu Ihnen zurückreflektiert wird, dominiert der Prozess der Beugung des Lichts durch den Tropfen. Die Beugung verbreitert den reflektierten Lichtstrahl, verwischt die Farben und ergibt ein weißes oder sehr schwach gefärbtes Aussehen.
Ein Mondbogen wird manchmal als Mondregenbogen bezeichnet. Dies geschieht, wenn Licht über Wassertropfen in der Luft vom Mond gebrochen wird.
Mondbögen sind sehr selten zu sehen, weil sie so schwach sind. Die Lichtmenge, die selbst der hellste Vollmond erzeugt, ist viel geringer als die Lichtmenge, die die Sonne erzeugt. Darüber hinaus erzeugt ein Vollmond nicht genug Licht, um die Zapfenfarbrezeptoren im menschlichen Auge zu stimulieren. Die Farben sind jedoch noch vorhanden und können durch Langzeitbelichtung aufgenommen werden. Moonbows sind in bestimmten Teilen der Welt, wie Hawaii, häufiger.
Um einen Mondbogen zu sehen, muss sich der Mond in der Nähe oder in seiner vollsten Phase und in einem Winkel von weniger als 42 Grad am Himmel befinden. Außerdem muss der Nachthimmel sehr dunkel sein und es muss Regen gegenüber dem Mond oder einer anderen Quelle von Wassertropfen, wie einem Wasserfall, fallen.
Um einen Mondbogen zu sehen, muss der Mond hinter dir sein. Die optimale Zeit zum Erkennen des Mondbogens liegt einige Stunden nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang.
Wenn Sie bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang einen roten Regenbogen sehen, haben Sie einen monochromen Regenbogen entdeckt. Zu diesen Tageszeiten bewegt sich das Sonnenlicht in größerer Entfernung in der Atmosphäre und verteilt kürzere blaue und violette Wellenlängen. Die blauen und violetten Wellenlängen können vom menschlichen Auge nicht gesehen werden, so dass der Regenbogen vollständig rot zu sein scheint.
Erinnern an Regenbogenfarben
Eine einfache Möglichkeit, sich die Farben des Regenbogens in der richtigen Reihenfolge zu merken, ist eine Mnemonik, eine Phrase, die den ersten Buchstaben jeder Farbe aufnimmt und ein neues Wort bildet. Zusammen bilden die Wörter einen Satz, an den man sich leicht erinnert. Eine gebräuchliche Mnemonik für die Regenbogenfarben ist Richard von York Gave Battle In Vain, aber es ist einfach, eine zu erstellen, die Sie anspricht.
Eine andere einfache Möglichkeit, sich an die Reihenfolge der Farben eines Regenbogens zu erinnern, ist der Name "Roy G. Biv".
Machen Sie Ihren eigenen Regenbogen
Alles, was Sie brauchen, um Ihren eigenen Regenbogen herzustellen, sind die Sonne und ein Wasserschlauch. Stellen Sie sich mit dem Rücken gegen die Sonne, so dass Sie von ihr wegblicken. Sprühen Sie den Wasserschlauch in die Luft, um einen kleinen Regenbogen zu sehen. Bewegen Sie den Schlauch gegebenenfalls nach oben oder unten. Dies funktioniert am besten an sehr sonnigen Tagen.
Eine andere Möglichkeit, einen Regenbogen zu erschaffen, besteht darin, ein Glasprisma an ein Fenster zu halten, damit das Licht hindurchscheint.