Sol og regn: en oppskrift på regnbuer

Enten du tror de er et tegn på Guds løfte, eller det er en krukke med gull som venter på deg ved slutten, er regnbuer en av naturens mest gledesfremkallende visninger.

Hvorfor ser vi så sjelden regnbuer? Og hvorfor er de her det ene minuttet og borte det neste? Klikk på for å utforske svarene på disse og andre regnbuerelaterte spørsmål.

Hva er en regnbue?

Vår nye dag / Wikimedia Commons

Har du noen gang lagt merke til hvordan regnbuens farger (fra ytterkant til innside) alltid blir rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo, fiolett?

For å finne ut hvorfor dette er, la oss vurdere regndråper på to nivåer, den ene over den andre. I et tidligere diagram ser vi at rødt lys brytes ut av vanndråpen i brattere vinkler til bakken. Så når man ser i en bratt vinkel, beveger det røde lyset fra de høyere dråpene seg i riktig vinkel for å møte øynene. (De andre fargebølgelengdene går ut av disse dråpene i mer grunne vinkler, og passerer dermed over hodet.) Dette er grunnen til at rødt vises på toppen av en regnbue. Tenk nå på de lavere regndråpene. Når man stirrer i grunnere vinkler, retter alle dråper innenfor denne synslinjen fiolett lys til øyet, mens det røde lyset rettes ut av det perifere synet og nedover ved ens føtter. Dette er grunnen til at fargen fiolett vises på regnbuens bunn. Regndråpene mellom disse to nivåene spretter forskjellige lysfarger (i rekkefølge fra nest lengste til nest korteste bølgelengde, topp til bunn) slik at en observatør ser fullfargespekteret.

Er regnbuer virkelig bueformet?

Horst Neumann/Bildebanken/Getty Images

Vi vet nå hvordan regnbuer dannes, men hva med hvor de får bueformen?

Siden regndråper er relativt sirkulære i form, er refleksjonen de skaper også buet. Tro det eller ei, en hel regnbue er faktisk en hel sirkel, bare vi ser ikke den andre halvdelen av den fordi bakken kommer i veien.

Jo lavere solen er i horisonten, jo mer av hele sirkelen kan vi se.

Fly tilbyr full visning siden en observatør kan se både oppover og nedover for å se hele sirkulære baugen.

Doble regnbuer

Mansi Ltd/The Image Bank/Getty Images

For noen lysbilder siden lærte vi hvordan lys går gjennom en tre-trinns reise (brytning, refleksjon, brytning) inne i en regndråpe for å danne en primær regnbue. Men noen ganger treffer lyset baksiden av en regndråpe to ganger i stedet for bare én gang. Dette 'reflekterte' lyset går ut av dråpen i en annen vinkel (50° i stedet for 42°), noe som resulterer i en sekundær regnbue som vises over primærbuen.

Fordi lys gjennomgår to refleksjoner inne i regndråpen, og færre stråler går gjennom 4-trinnene, reduseres intensiteten med den andre refleksjonen, og som et resultat er fargene ikke like lyse. En annen forskjell mellom enkle og doble regnbuer er at fargevalget for doble regnbuer er omvendt. (Fargene går fiolett, indigo, blått, grønt, gult, oransje, rødt.) Dette er fordi fiolett lys fra høyere regndråper kommer inn i øynene, mens rødt lys fra den samme dråpen passerer over hodet. Samtidig kommer rødt lys fra nedre regndråper inn i øynene og det røde lyset fra disse dråpene er rettet mot føttene og blir ikke sett.

Og det mørke båndet mellom de to buene? Det er et resultat av forskjellige vinkler for refleksjon av lys gjennom vanndråpene. ( Meteorologer kall det Alexanders mørke band .)

Trippel regnbuer

Mark Newman/Lonely Planet Images/Getty Images

Våren 2015 lyste sosiale medier opp da en beboer i Glen Cove, NY, delte et mobilbilde av det som så ut til å være en firedobbel regnbue.

Selv om det er mulig i teorien, er trippel- og firedoble regnbuer ekstremt sjeldne. Ikke bare ville det kreve flere refleksjoner i regndråpen, men hver iterasjon ville gi en svakere bue, noe som ville gjøre tertiære og kvartære regnbuer ganske vanskelig å se.

Når de dannes, ses tredoble regnbuer vanligvis opp mot innsiden av primærbuen (som vist på bildet ovenfor), eller som en liten forbindelsesbue mellom primærbuen og sekundærbuen.

Regnbuer ikke på himmelen

www.bazpics.com/Moment/Getty Images

Regnbuer er ikke bare sett i himmel . En vannspreder i bakgården. Tåke ved foten av en sprutende foss. Dette er alle måter du kan oppdage en regnbue på. Så lenge det er sterkt sollys, suspenderte vanndråper, og du er plassert i riktig visningsvinkel, er det mulig en regnbue kan være innen synsvidde!

Det er også mulig å lage en regnbue uten involverer vann. Å holde et krystallprisme opp mot et solfylt vindu er et slikt eksempel.

Ressurser

• NASA SciJinks. Hva forårsaker en regnbue? Åpnet 20. juni 2015.
• NOAA National Weather Service Flagstaff, AZ. Hvordan dannes regnbuer? Åpnet 20. juni 2015.
• University of Illinois Department of Atmospheric Sciences WW2010. Sekundære regnbuer . Åpnet 21. juni 2015.