Regen- und Interferenzbögen

Datum: Aug.,1989 Optik: f=135mm
Ort: British Columbia/Canada Beobachter: S. Kohle

Datum:	Aug.,1989	Optik:	f=135mm
Ort:	British Columbia/Canada	Beobachter:	S. Kohle

Das obige Bild zeigt eine komplexe Regenbogenerscheinung, bestehend aus Haupt- und Nebenbogen, sowie Interferenzbögen an der blauen Innenseite des Hauptbogens.
Der Hauptbogen und der Nebenbogen mit seiner umgekehrten Farbreihenfolge können mit Hilfe der klassischen Optik verstanden werden, d.h. Brechung und Reflexion von Sonnenstrahlen in Regentropfen. Diejenigen Lichtstrahlen, die nur eine Reflexion innerhalb des Tropfens erfahren, bilden den Hauptbogen und solche, die zweimal intern reflektiert werden, formen den schwächeren Nebenbogen. Die Sonnenstrahlen, die den Hauptbogen bilden, werden um mindestens 138-140 Grad aus ihrer urpsrünglichen Richtung abgelenkt, abhängig von ihrer Wellenlänge: Blaues Licht wird stärker gebrochen als rotes Licht. Gemessen vom virtuellen Zentrum des Regenbogens sieht der Beobachter die blaue Seite an der inneren Kante des Hauptbogens.

Die Interferenzbögen können nicht mehr alleine mit den Gesetzen der klassischen Optik erklärt werden. Das Auftreten von abwechselnden Minima und Maxima in der Helligkeitsverteilung kann aber durch Interferenz von Strahlen gedeutet werden, die während ihres Weges durch den Tropfen eine unterschiedliche Strecke zurücklegen. Solche Strahlen, deren Weglänge sich um eine halbe Wellenlänge unterscheiden, interferieren destruktiv und bilden die Helligeitsminima zwischen den Interferenzbögen. Allerdings müssen zusätzlich auch Polarisation der reflektierten Strahlen und Schwingungen der Wassertropfen berücksichtigt werden, um die genaue Form und Lage der Interferenzbögen zu erklären.

Detailliertere Informationen über Regenbögen gibt es hier.

Siehe auch
M.G.J. Minnaert: Licht und Farbe in der Natur, Birkhäuser-Verlag
Nussenzveig H. M.: The Theory of the Rainbow in: Light from the Sky, Scientific American, 1977