Klasse 7 › Physik › Optik: Linsen, Auge und Schatten
Wie entsteht ein Regenbogen?
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Weißes Sonnenlicht enthält alle Farben. Im Regentropfen wird es beim Eintritt gebrochen, an der Rückwand gespiegelt und beim Austritt noch einmal gebrochen – Violett stärker als Rot, so fächern die Farben auf. Rot kommt unter etwa 42° zurück, Violett unter etwa 40°. Darum siehst du den Bogen nur mit der Sonne im Rücken, außen rot.
Das Wichtigste zum Nachlesen
1 Min. Lesen
Jeder Tropfen ein kleines Prisma
Weißes Sonnenlicht ist eine Mischung aller Spektralfarben. Tritt es in einen Regentropfen ein, wird es gebrochen – violettes Licht stärker als rotes. So fächern die Farben auf (Dispersion). An der Rückwand des Tropfens wird das Licht reflektiert, beim Austritt noch einmal gebrochen. Rotes Licht kommt unter etwa 42° zur Richtung der Sonnenstrahlen zurück, violettes unter etwa 40°. Darum siehst du den Bogen nur mit der Sonne im Rücken, außen rot und innen violett.
Der Weg des Lichts durch einen Tropfen
Gebrochen beim Eintritt, gespiegelt an der Rückwand, noch einmal gebrochen beim Austritt: Rot kommt unter etwa 42° zum Sonnenlicht zurück.
Der Winkel von 42°
Der Bogen liegt 42° um den Punkt, zu dem die Sonnenstrahlen hinter dir hinzielen.
Typische Falle
- Falsch: Die Tropfen färben das Licht ein.
- Richtig: Die Farben stecken schon im weißen Licht, der Tropfen sortiert sie nur.
- Ein Prisma aus Glas macht dasselbe.
Gut zu wissen
- Steht die Sonne höher als 42°, liegt der ganze Bogen unter dem Horizont – mittags im Hochsommer siehst du keinen.
- Der schwächere Nebenregenbogen außen entsteht durch zwei Reflexionen, seine Farben sind umgekehrt.
- Schau nie direkt in die Sonne.
Üben
2 Aufgaben
Ergänze.
- Die Sonne steht hinter dir, der Regen dir.
- Am stärksten gebrochen wird .
- Das Rot erscheint unter etwa ° zur Richtung der Sonnenstrahlen.
- Im Nebenregenbogen liegt außen .
Stimmt das? Kreuz an.
- Ein Prisma zerlegt weißes Licht in die Spektralfarben.
- Die Regentropfen färben das Licht ein.
- Violettes Licht wird stärker gebrochen als rotes.
- Einen Regenbogen sieht man, wenn man in Richtung Sonne schaut.
- Im Nebenregenbogen ist die Reihenfolge der Farben umgekehrt.
Was im Video gesagt wird
Abschrift
Einstieg
Regentropfen färben das Licht? Falsch. Die Farben waren schon drin.
Erklärung
Weißes Sonnenlicht ist eine Mischung aus allen Farben. Darin stecken Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett. Ein Glasprisma zeigt es: Es fächert das Licht in die Farben auf. Violett wird stärker gebrochen als Rot. Das heißt Dispersion.
Das Glas färbt nichts. Es sortiert nur, was schon im Licht steckt. Ein Regentropfen wirkt wie ein kleines, rundes Prisma. Beim Eintritt wird das Licht gebrochen, die Farben fächern auf. An der Rückwand des Tropfens wird es gespiegelt.
Beim Austritt wird es noch einmal gebrochen und kommt schräg zurück. Rot kommt unter etwa zweiundvierzig Grad zurück, Violett unter etwa vierzig. Jeder Tropfen schickt dir nur eine Farbe. Zusammen bilden sie den Bogen. Darum siehst du den Bogen nur mit der Sonne im Rücken.
Eigentlich ist er ein Kreis. Den unteren Teil verdeckt der Boden.
Beispiele
Probier es aus: Sonne im Rücken, feiner Sprühnebel vor dir. Den Bogen findest du vor dir, rund um den Schatten deines Kopfes. Mittags im Hochsommer steht die Sonne bei uns etwa sechzig Grad hoch. Zweiundvierzig Grad darüber liegt noch unter dem Horizont: kein Bogen.
Morgens und abends steht die Sonne tief: Dann steigt der Bogen hoch. Manchmal leuchtet darüber ein schwächerer Nebenbogen: Seine Farben sind umgekehrt. Gegenprobe: Färbten Tropfen das Licht, wäre jeder Regenschauer bunt. Und schau dabei nie direkt in die Sonne.
Dein Zug
Dein Zug: Die Sonne steht zwanzig Grad hoch hinter dir, vor dir regnet es. Siehst du einen Bogen? Ja.
Zum Schluss
Im Tropfen: brechen, spiegeln, brechen. So wird weißes Licht sortiert. Merk dir: Tropfen färben nicht, sie fächern das Sonnenlicht in Farben auf. Zum Üben: Sonne in den Rücken, Sprühnebel vor dich, Bogen suchen. Nächste Frage: Warum gibt es nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis?
Danach
