Q & A: Waarom zijn regenbogen gekromd als halve cirkels?
Leuke vraag! Regenbogen zijn het resultaat van zonlicht dat door kleine waterdruppeltjes valt die in de atmosfeer zweven (of er zelfs doorheen vallen!). Ze zijn niet alleen mooi, maar meestal ook zeldzaam omdat je een regenachtige dag en een zonnige dag tegelijk nodig hebt om er een te laten ontstaan – de zon moet aan een deel van de hemel schijnen en de regen aan een ander deel van de hemel voordat een regenboog kan ontstaan.
Het zonlicht neemt een ingewikkelde weg door elke waterdruppel. Het komt binnen aan de kant die het dichtst bij de zon is, buigt af omdat de brekingsindex in water groter is dan in lucht (je kunt dit effect zien door een potlood in een glas water te leggen zodat er een stukje uitsteekt en er dan vanuit verschillende hoeken naar te kijken — het potlood zal “gebroken” lijken op de plaats waar het het wateroppervlak kruist). Het zonlicht, dat door de waterdruppel gaat, kaatst terug op het achteroppervlak van de druppel, reist terug naar de andere kant, en buigt opnieuw op zijn weg naar buiten.
De reden waarom de regenboog gebogen is, is dat alle hoeken in de waterdruppel precies goed moeten zijn, wil de druppel wat zonlicht naar jou sturen, als je op de grond staat. Dus, met de zon *achter* u, zullen alleen die waterdruppels die dezelfde hoek hebben die gevormd wordt door u, de druppel, en de zon (deze hoek is toevallig ongeveer 42 graden) bijdragen aan de regenboog. Andere druppels sturen hun licht ergens anders heen, en als u naar een andere plaats gaat, zijn er nieuwe druppels nodig om de regenboog te maken die u op de nieuwe plaats ziet. Dit is de reden waarom je niet naar het einde van een regenboog kunt gaan om de mythische kabouters en potten met goud te vinden; waar je ook staat, de regenboog wordt gevormd door waterdruppels in de verte die het zonlicht weerkaatsen en buigen. De regenboog is gebogen omdat de verzameling van alle regendruppels die de juiste hoek hebben tussen jou, de druppel, en de zon op een kegel liggen die naar de zon wijst met jou aan een uiteinde. De regenboog kan er halfrond uitzien als de zon ondergaat of opkomt (een goed moment om een regenboog te zien omdat het zonlicht op dat moment onder regenwolken kan komen omdat het horizontaal reist). Als de zon hoger aan de hemel staat, zit de aarde in de weg en zie je misschien minder dan een halfronde regenboog.
De regenboog is gekleurd omdat de waterdruppels als kleine prisma’s werken — hoeveel het licht buigt als het de druppel in en uit gaat hangt af van de kleur, en licht van de zon bevat bijdragen van licht van alle kleuren. Dus die 42 graden boven is een beetje anders voor rood licht en nog anders voor blauw licht — je moet op een andere plaats kijken om de rode regenboogboogboog en de blauwe regenboogboogboog te zien, dus je ziet ze als bogen in de lucht van verschillende grootte en de regenboog is gestreept met kleuren.
Je kunt je eigen regenbogen maken met een gazonsproeier of zelfs een waterspuitfles die een fijne nevel kan maken. Op een heldere, zonnige dag met de zon in de rug, sproeit u wat water voor u uit in verschillende richtingen om te zien waar de mooiste regenbogen te zien zijn. Kun je er een helemaal rond laten gaan in een cirkel? Regenbogen duiken op de mooiste plaatsen op — je kunt ze soms zien aan de voet van watervallen en zelfs even in de spetters van duikers in het zwembad.
(gepubliceerd op 10/22/2007)