Ein Regenbogen ist ein Farbbogen am Himmel, der gesehen werden kann, wenn die Sonne durch fallenden Regen scheint. Das Farbmuster beginnt mit Rot an der Außenseite und wechselt über Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo bis hin zu Violett im Inneren. Manchmal ist ein zweiter, größerer, dunkler Regenbogen zu sehen.

Ein Regenbogen entsteht, wenn weißes Licht gebeugt (gebrochen) wird, während es in einen Wassertropfen eintritt, in verschiedene Farben aufgespalten und zurückreflektiert wird. Ein Regenbogen ist eigentlich rund wie ein Kreis. Auf dem Boden ist der untere Teil verborgen, aber am Himmel kann er, wie von einem fliegenden Flugzeug aus, als ein Kreis um den der Sonne gegenüberliegenden Punkt gesehen werden.

Regenbögen erscheinen oft nach Stürmen und sind in vielen Kulturen beliebte Symbole für Frieden.

Wie genau entsteht ein Regenbogen?

Das weiße Sonnenlicht besteht aus vielen Farben. Trifft es auf einen runden Wassertropfen, passieren drei Hauptschritte:

  • Brechung: Beim Eintritt in den Tropfen wird das Licht gebrochen und dabei in seine Einzelfarben aufgeteilt (Dispersion). Verschiedene Farben werden dabei unterschiedlich stark abgelenkt.
  • Reflexion: Ein Teil des Lichts wird an der Rückseite des Tropfens nach innen reflektiert.
  • Nochmals Brechung: Beim Austritt aus dem Tropfen wird das Licht erneut gebrochen, wodurch die einzelnen Farben in leicht unterschiedlichen Richtungen zum Beobachter gelangen.

Die besten Bedingungen sind also: Sonne tief am Himmel (häufig früh morgens oder am späten Nachmittag), Regen oder feine Sprühwolken in entgegengesetzter Richtung und ein Beobachter, der zwischen Sonne und Regen steht. Der Regenbogen erscheint immer auf der dem Sonnengegenpunkt (Antisolarpunkt) zugewandten Seite des Himmels.

Kreisform, Winkel und Sichtbarkeit

Obwohl wir meistens nur einen Bogen sehen, ist ein Regenbogen tatsächlich ein Kreis um den Antisolarpunkt. Am Boden ist der untere Teil oft abgeschnitten. Vom Flugzeug oder einem hohen Berg aus kann man manchmal den gesamten Kreis erkennen.

Die Farben eines primären Regenbogens erscheinen in einem bestimmten Winkel zur einfallenden Richtung des Sonnenlichts: für rotes Licht liegt dieser Winkel bei circa 42° und für violettes Licht bei etwa 40°. Das erklärt auch, warum die Sonne tief stehen muss: ist die Sonne zu hoch, fällt der für den Regenbogen notwendige Winkel unter den Horizont und der Bogen wird nicht sichtbar.

Doppelbögen, Alexander's Band und Supernumeräre Bögen

  • Manchmal sieht man einen zweiten, schwächeren Regenbogen außerhalb des Hauptbogens. Dieser sekundäre Regenbogen entsteht durch zwei innere Reflexionen im Tropfen und hat daher eine größere Ablenkung (typisch einen Winkel um 50–53°). Die Farbreihenfolge ist beim sekundären Bogen umgekehrt (Rot innen, Violett außen).
  • Zwischen dem Haupt- und dem sekundären Bogen erscheint die Gegend dunkler — das sogenannte Alexander's Band. Das liegt an der Geometrie der Lichtstreuung: in diesem Bereich gelangt weniger gestreutes Licht in Richtung des Beobachters.
  • Sehr feine, zusätzliche helle und dunkle Parallelbögen nahe dem inneren Rand heißen supernumeräre Bögen. Sie entstehen durch Interferenz von Lichtwellen und sind besonders bei sehr gleichmäßigen Tropfen sichtbar.

Zusätzliche physikalische Eigenschaften

  • Polarisation: Das Licht eines Regenbogens ist teilweise polarisiert — ein Hinweis auf die Streuungs- und Reflexionsprozesse im Tropfen.
  • Helligkeit und Farbe: Kleinere Tropfen erzeugen breitere, blassere Regenbögen; größere Tropfen ergeben schärfere, intensivere Farben.
  • Moonbows: Regenbögen können auch bei Mondlicht entstehen (sogenannte Mond- oder Nachtbogen), sind aber wegen der schwächeren Lichtquelle sehr blass.

Praktische Hinweise zum Beobachten

  • Stellen Sie sich mit dem Rücken zur Sonne — der Regenbogen erscheint vor Ihnen.
  • Der beste Zeitpunkt sind Stunden, in denen die Sonne tief steht.
  • Vom Flugzeug oder einem hohen Punkt aus können Sie den vollen Kreis sehen, vorausgesetzt, die Wolkenverteilung und der Sprühregen erlauben es.

Symbolik und Kultur

Regenbögen haben in vielen Kulturen eine starke symbolische Bedeutung. Sie stehen oft für Hoffnung, Frieden, Versöhnung oder göttliche Verheißung (zum Beispiel in biblischen Erzählungen). In der modernen Zeit wird das Regenbogenmotiv auch als Symbol für Vielfalt und Toleranz genutzt — besonders bekannt ist die Regenbogenflagge als Zeichen der LGBTQ+-Bewegung. Zudem inspirieren Regenbögen Kunst, Literatur und Wissenschaft und dienen oft als Lehrbeispiel für optische Phänomene.

Zusammengefasst: Ein Regenbogen ist ein beeindruckendes Naturphänomen, das aus einfachen physikalischen Prozessen (Brechung, Dispersion, Reflexion) entsteht, aber durch seine Farbenpracht und häufige kulturelle Bedeutung weit über die reine Optik hinausreicht.