Of je nu gelooft dat ze een teken zijn van Gods belofte, of dat er aan het einde een pot met goud op je wacht, regenbogen zijn een van de meest blije inducerende tentoonstellingen van de natuur.
Regenbogen zijn in feite zonlicht dat verspreid is in het spectrum van kleuren dat we kunnen zien. Omdat een regenboog een optisch fenomeen is (voor jullie scifi-fans is dat een soort hologram), is het niet iets dat kan worden aangeraakt of dat op een bepaalde plaats bestaat.
Heb je je ooit afgevraagd waar het woord "regenboog" vandaan komt? Het "regen-" deel ervan staat voor de regendruppels die nodig zijn om het te maken, terwijl "-boog" verwijst naar de boogvorm.
Regenbogen komen vaak tevoorschijn tijdens een zonnedouche (regen en zon tegelijkertijd) dus als je vermoedde dat zon en regen twee belangrijke ingrediënten zijn voor het maken van een regenboog, heb je gelijk.
Het proces van het maken van regenboog begint wanneer het zonlicht op een regendruppel. Als de lichtstralen van de zon toeslaan en een waterdruppel binnenkomen, vertraagt hun snelheid een beetje (omdat water dichter is dan lucht). Dit zorgt ervoor dat het lichtpad buigt of 'breekt'.
Dus wanneer een lichtstraal een regendruppel binnenkomt en buigt, scheidt deze zich in de golflengten van de samenstellende kleur. Het licht blijft door de druppel reizen totdat het tegen de achterkant van de druppel stuitert (weerkaatst) en de andere kant ervan verlaat onder een hoek van 42 °. Terwijl het licht (nog steeds gescheiden in zijn kleurengamma) de waterdruppel verlaat, versnelt het terwijl het terug de minder dichte lucht in reist en wordt het (een tweede keer) naar de ogen gebroken.
Pas dit proces toe op een hele verzameling regendruppels in de lucht en voilá, je krijgt een hele regenboog.
Is het je ooit opgevallen hoe de kleuren van een regenboog (van buitenrand naar binnen) altijd rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo, violet worden?
Om erachter te komen waarom dit zo is, laten we de regendruppels op twee niveaus bekijken, de een boven de ander. In een vorig diagram zien we dat rood licht breder uit de waterdruppel valt in steilere hoeken dan de grond. Dus als je in een steile hoek kijkt, reist het rode licht van de hogere druppels in de juiste hoek om je ogen te ontmoeten. (De andere kleurgolflengten verlaten deze druppels met meer ondiepe hoeken en passeren dus boven het hoofd.) Daarom verschijnt rood bovenaan een regenboog. Overweeg nu de lagere regendruppels. Bij het kijken naar ondiepere hoeken, richten alle druppels binnen deze gezichtslijn violet licht op het oog, terwijl het rode licht uit het perifere zicht wordt gericht en naar beneden naar de voeten. Daarom verschijnt de kleur violet onderaan de regenboog. De regendruppels tussen deze twee niveaus stuiteren verschillende kleuren licht (in volgorde van de volgende langste tot de volgende kortste golflengte, van boven naar beneden), zodat een waarnemer het volledige kleurenspectrum ziet.
Omdat regendruppels relatief cirkelvormig zijn, is de reflectie die ze creëren ook gebogen. Geloof het of niet, een volle regenboog is eigenlijk een volledige cirkel, alleen zien we de andere helft niet omdat de grond in de weg zit.
Een paar dia's geleden leerden we hoe licht door een reis in drie stappen (refractie, reflectie, refractie) in een regendruppel gaat om een primaire regenboog te vormen. Maar soms valt licht twee keer op de achterkant van een regendruppel in plaats van slechts één keer. Dit "gereflecteerde" licht verlaat de druppel onder een andere hoek (50 ° in plaats van 42 °), wat resulteert in een secundaire regenboog die boven de primaire boog verschijnt.
Omdat licht twee reflecties ondergaat in de regendruppel en er minder stralen door de 4-stap gaan, wordt de intensiteit verminderd door die tweede reflectie en als gevolg daarvan zijn de kleuren niet zo helder. Een ander verschil tussen enkele en dubbele regenbogen is dat het kleurenschema voor dubbele regenbogen is omgedraaid. (De kleuren worden violet, indigo, blauw, groen, geel, oranje, rood.) Dit komt omdat violet licht van hogere regendruppels je ogen binnenkomt, terwijl rood licht van dezelfde druppel over je hoofd gaat. Tegelijkertijd komt rood licht van lagere regendruppels de ogen binnen en wordt het rode licht van deze druppels op de voeten gericht en niet gezien.
In het voorjaar van 2015 lichtten sociale media op toen een inwoner van Glen Cove, NY een mobiele foto deelde van wat leek op een viervoudige regenboog.
Hoewel in theorie mogelijk, zijn drievoudige en viervoudige regenbogen uiterst zeldzaam. Het zou niet alleen meerdere reflecties binnen de regendruppel vereisen, maar elke iteratie zou een zwakkere boog produceren, waardoor tertiaire en kwartaire regenbogen behoorlijk moeilijk te zien zouden zijn.
Wanneer ze zich vormen, worden drievoudige regenbogen meestal gezien tegen de binnenkant van de primaire boog (zoals te zien op de foto hierboven), of als een kleine verbindingsboog tussen de primaire en secundaire.
Regenbogen zijn niet alleen te zien in de lucht. Een achtertuin watersproeier. Mist aan de voet van een spetterende waterval. Dit zijn allemaal manieren waarop je een regenboog kunt zien. Zolang er fel zonlicht is, zwevende waterdruppels en je in de juiste kijkhoek staat, is het mogelijk dat er een regenboog in zicht is!