Regenbogen en halo´s

Als licht door een transparante stof beweegt, zoals glas of water, wordt het onder een geringe hoek afgebogen, ofwel gebroken. Doordat verschillende golfengten (kleuren) onder een verschillende hoek worden gebroken, zorgt dit proces ervoor dat de kleuren van het spectrum zich van elkaar scheiden.

Regenbogen

Een lichtstraal breekt en uiteenvalt in een spectrum van kleuren als hij door een prisma gaat. Regendruppels werken als miljoenen prisma´s, die het zonlicht breken waardoor het uiteenvalt en in de samenstellende kleuren.

Als licht een regendruppel treft, gaat het meeste erdoorheen , maar het licht aan de randen van regendruppel wordt gebroken , valt uiteen in de kleuren van het spectrum en wordt door de achterkant van de druppel gereflecteerd. Daarna wordt het licht weer gebroken als het de druppel verlaat.
Dit gebroken licht verlaat de regendruppel onder een hoek van ongeveer 42 graden ten opzicht van de invallende lichtstralen. Elke kleur komt in iets afwijkende hoek tevoorschijn, die afhankelijk is van de golf lengte. Bij elke druppel is maar een kleur licht zichtbaar, die afhankelijk is van de hoek waaronder de druppel wordt waargenomen. Daardoor ziet de waarnemer op de grond duidelijk onderscheiden kleurbanen: van rood, dat de grootste golflengte heeft aan de buitenkant, tot violet aan de binnenkant.

Kijken naar regenbogen

Om de regenboog te kunnen zien moet de waarnemer zich tussen de zon en de bui bevinden. De schaduw van de waarnemer wijst altijd in het midden van de regenboog.

De helderste regenboog is ontstaat als de regendruppels groot zijn.

Een regenboog is het grootst als de zon dichtbij de horizon staat. Hoe hoger de zon, hoe platter de regenboog, totdat de zon een hoek van 42 graden met de horizon maakt en de regenboog helemaal is verdwenen. Als er geen horizon was zou de regenboog een volledige cirkel vormen, zoals weleens uit vliegtuigen is waargenomen.

Aangezien regenbogen alleen kunnen bestaan als de zon dichtbij de horizon gekomen is, komen ze vaker in de ochtend en na de middag voor dan midden op de dag. Dit betekent ook dat ze meet voorkomen in de winter dan in de zomer, en meer op de gemiddelde en hoge breedten dan in de tropen.

Samenvatting

Een regenboog ontstaat wanneer licht wordt gebroken als het binnenkomt in waterdruppels en vervolgens door de achterwand van die druppels wordt teruggekaatst. Elke kleur komt onder een iets verschillende hoek uit de druppels tevoorschijn. Omdat dezelfde kleur onder dezelfde hoek uit de ontelbare druppels uittreed, ziet de waarnemer banden of ringen van kleuren.

Halo´s

Een andere combinatie van refractie en reflectie veroorzaakt optische effecten die halo´s en bijzonnen worden genoemd. Weer en ander proces, diffractie, de buiging van licht langs de rand van een voorwerp, veroorzaakt gekleurde ringen die kransen worden genoemd. Zij treden gewoonlijk op bij wolken op middelbare hoogten.

Hoe ontstaan precies rode kleuren aan de hemel als het gevolg van verstrooiing, breking en buiging van zonlicht door deeltjes in de atmosfeer?