Einleitung

Mehrere Wochen habt ihr das geheimnisvoll farbig leuchtende Kreuz in der alten Kirche bewundern können. (Installation Spero Lucem von Michael Bleyenberg). Es war wunderschön zu sehen, Wenn man sich ganz klein machte, sah man darin ein dunkelblaues Kreuz, aber wenn man auf die Bank kletterte oder hoschsprang oder gar auf die herangeschaffte Stehleiter stieg, wechselte die Farbe über grün, gelb, orange bis hin zu kräftigem rot. Toll!

Doch was hat dieses Kreuz aus Licht mit dem Regenbogen zu tun?

Das Lichtkreuz strahlte in seinen Farben, wenn es von dem kleinen Scheinwerfer oben auf dem alten Altar angeleuchtet wurde. Schaltete man ihn aus, dann stand vor einem nur eine graue halb durchsichtige Glaswand. Hier sieht man den Künstler Michael Bleyenberg neben der Lichtskulptur stehen. Der Betrachtungswinkel ist so gewählt, daß nur noch ein kleiner Teil des farbigen Lichtes unten am Boden zu sehen ist.

Der Künstler hat daher nicht mit normalen Farben gemalt, sondern die Farben des Lichtes selber benutzt.

Regenbogen

Der Regenbogen strahlt, wenn die Sonne scheint und es gleichzeitig regnet. Dabei muss man die Sonne im Rücken haben und vor einem die Regenwolken. Wichtig ist dabei, dass die Sonne möglichst tief steht. Dann strahlt vor einem der Regenbogen. Und die Farben sind unten blau, dann grün, gelb, orange und oben rot. Genau wie bei dem Lichtkreuz in der Kirche. Schiebt sich eine Wolke vor die Sonne, sieht man vor sich nur noch die grauen Regenwolken. Auch der Regenbogen wird durch die Farben des Lichtes an den Himmel gemalt.

Die Menschen haben schon ganz lange über den Regenbogen nachgedacht und im alten Testament steht er für das Bündnis Gottes mit den Menschen.

Wie entsteht ein Regenbogen?

Heute kann man den Regenbogen erklären als Spiegelung des Lichtes im Wassertropfen und gleichzeitiger Brechung des Lichtes. Das "weiße" Licht der Sonne trifft auf den Wassertropfen. Dieses "weiße" Licht besteht aus einzelnen Lichtstrahlen, die wir als verschiedene Farben wahrnehmen, wenn es gelingt sie auseinander zu lenken. Dieses "Auseinander lenken" geschieht in jedem Wassertropfen dadurch, dass beim Ein- oder Austritt des Lichtes in den Wassertropfen das grüne Licht stärker abgelenkt wird als das rote und das blaue Licht noch stärker abgelenkt wird als das grüne. Dieser Vorgang wird als "Lichtbrechung" bezeichnet. Dies geschieht nach folgendem Schema in jedem der Regentropfen, die von der Sonne bestrahlt werden:

Das Erscheinungsbild des gesamten Regenbogens setzt sich jetzt aus den einzelnen Lichtstrahlen zusammen, die von unterschiedlichen Stellen am Himmel kommen. Damit sich die Strahlen im Auge des Betrachters treffen können, müssen die blauen Strahlen von einer tieferen Stelle am Himmel kommen als die roten Strahlen:

In dieser Darstellung ist die Größe der Regentropfen übertrieben, damit das Prinzip klar wird. In Wirklichkeit sind die Tropfen winzig klein im Vergleich zu der Größe des Regenbogens am Himmel. Dieses Schema erklärt aber die Farbfolge des Regenbogens: blau unten und rot oben, wie an dieser Fotografie eines Regenbogens zu sehen ist. Da die gleichen Bedingungen auf einem Kreisbogen um das Auge des Betrachters herum gelten, nimmt der Regenbogen einen kreisförmigen Verlauf ein:

Regenbogen über dem Lölsberg in Overath. Dieses Foto stellte Herr Bernd Melcher freundlicherweise zur Verfügung.

Die Abfolge der Farben nennt man "Lichtspektrum". Es gibt noch einige andere Erscheinungen, bei denen man diese Farben sehen kann, z. B. das Schillern von Seifenblasen.

Regenbogenexperiment

Ihr könnt selber einen Regenbogen zaubern. Dazu müsst ihr, wenn die Sonne scheint, einen feinen Wassernebel versprühen. Stellt euch so, dass die Sonne von hinter eurem Rücken auf den Wassernebel scheint. Mit etwas Probieren sieht man dann einen kleinen Regenbogen leuchten. Der eingezeichnete Winkel von 40 bis 42 Grad entspricht den tatsächlichen Verhältnissen.


Leider leuchten die Farben nicht so hell, wie hier dargestellt, da ja das ganze an einem Sonnentag im Hellen und nicht im Dunklen stattfindet und von den kleinen Wassertröpfchen nur ein Bruchteil des Lichtes zurückgespiegelt wird.

Weiterführende Hinweise im World Wide Web

Es gibt zum Thema Regenbogen einige wirklich interessante Seiten im World Wide Web. Hier ist nur der Hauptregenbogen erklärt. Es gibt noch einen weiteren Regenbogen, der unter günstigen Bedingungen zu sehen ist, sowie eine Reihe von Effekten, die zusammen mit dem Regenbogen zu beobachten sind. Diese sind auf den folgenden Webseiten zu finden:

Die Erklärung des Regenbogens im Lexikon von Wikipedia: de.wikipedia.org/wiki/Regenbogen

Ganz viele Fotos von Regenbögen: www.paraselene.de/html/regenbogen.html

Eine ausführliche Erklärung der Physik des Regenbogens in Englisch, mit einer Reihe weiterführender Verweise:
my.unidata.ucar.edu/content/staff/blynds/rnbw.html

Eine Simulation der Lichtbrechung in einem Wassertropfen. Diese Simulation macht erst dann Sinn, wenn man das Prinzip verstanden hat, ansonsten ist sie verwirrend (Englisch): www.phy.ntnu.edu.tw/java/Rainbow/rainbow.html

Werner Niggemann

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