Q & A: Varför är regnbågar böjda som halvcirklar?
Vacker fråga! Regnbågar är en produkt av solljus som passerar genom små vattendroppar som hänger i atmosfären (eller till och med faller genom den!). De är inte bara vackra, de är också sällsynta eftersom det krävs en regnig dag och en solig dag samtidigt för att en regnbåge ska uppstå – solen måste skina från en del av himlen och regnet från en annan del av himlen innan en regnbåge kan uppstå.
Soleljuset tar en komplicerad väg genom varje vattendroppe. Det kommer in på den sida som är närmast solen och böjer sig eftersom brytningsindexet i vatten är större än i luft (du kan se denna effekt genom att lägga en penna i ett vattenglas så att en del av den sticker ut och titta på den från olika vinklar — pennan kommer att verka ”trasig” på den plats där den korsar vattenytan). När solljuset passerar genom vattendroppen studsar det mot droppens baksida, går tillbaka till andra sidan och böjer sig återigen på vägen ut.
Anledningen till att regnbågen är böjd är att alla vinklar i vattendroppen måste vara precis rätt för att droppen ska skicka lite solljus till dig som står på marken. Så med solen *bakom* dig kommer bara de vattendroppar som har samma vinkel som bildas av dig, droppen och solen (denna vinkel råkar vara ungefär 42 grader) att bidra till regnbågen. Andra droppar skickar sitt ljus någon annanstans, och om du flyttar dig till en annan plats behövs nya droppar för att skapa den regnbåge du ser på den nya platsen. Det är därför man inte kan gå till regnbågens ände för att hitta de mytomspunna pysslingarna och guldkrukorna; var man än står bildas regnbågen av avlägsna vattendroppar som reflekterar och böjer solljuset. Regnbågen är böjd eftersom uppsättningen av alla regndroppar som har rätt vinkel mellan dig, droppen och solen ligger på en kon som pekar mot solen med dig i ena spetsen. Regnbågen kan se halvcirkelformad ut om solen går ner eller upp (en bra tidpunkt för att se en regnbåge eftersom solljuset vid den tidpunkten kan komma in under regnmoln eftersom det färdas horisontellt). Om solen står högre upp på himlen kommer jorden i vägen och du kan se mindre än en halvcirkelformad regnbåge.
Regnbågen är färgad eftersom vattendropparna fungerar som små prismor – hur mycket ljuset böjs när det kommer in i och ut ur droppen beror på dess färg, och ljuset från solen innehåller bidrag från ljus i alla färger. Så att 42 grader ovanför är lite annorlunda för rött ljus och ännu annorlunda för blått ljus — man måste titta på ett annat ställe för att se den röda regnbågsbågen och den blå regnbågsbågen, så man ser dem som bågar på himlen i olika storlekar och regnbågen är randig med färger.
Man kan göra sina egna regnbågar med en gräsmattasprinkler eller till och med en vattensprayflaska som kan göra en fin dimma. På en ljus, solig dag med solen i ryggen sprutar du lite vatten framför dig i olika riktningar för att se var de bästa regnbågarna kan ses. Kan du få ett regnbåge att gå hela vägen runt i en cirkel? Regnbågar dyker upp på de finaste ställena – du kan ibland se dem vid botten av vattenfall och till och med kortvarigt i stänk från dykare i simbassängen.
(publicerad den 22/10/2007)