Regnbuens fysikk: Hvordan lys blir til farger

Et fenomen som kombinerer fysikk, geografi, og skjønnhet

Regnbuen har inspirert mennesker, forfattere, kunstnere, og vitenskapsmenn i tusenvis av år. I gamle kulturer ble den ansett som et overnaturlig tegn. I dag vet vi at regnbuen er ett av de mest elegante fysiske fenomenene som naturen kan produsere. Det handler om sollys, vannmolekyler, og optikk som virker rett foran øynene dine.

Hva som gjør regnbuen så spesiell, er at den krever en veldig spesifikk innstilling. Du trenger sollys bak deg, regn foran deg, og du må stå i en viss vinkel. Når alle disse elementene faller på plass, oppstår et av naturens vakreste kunstverkene – og det er helt basert på fysikk.

Lysets brudd og refleksjon i regndråper

La oss begynne med det grunnleggende: sollys ser ut til å være hvit, men det er faktisk sammensatt av alle fargene i spekteret – rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo, og fiolett. Når sollyset treffer en regndråpe, brytes lyset. Ulike farger brytes i litt ulike vinkler, noe som betyr at de separate fargene begynner å skille seg.

Inne i regndråpen reflekteres lyset av baksiden av dråpen, og deretter kommer det ut igjen. Dette innebærer en annen brudd, som separerer fargene ytterligere. Når tusenvis av regndråper gjør det samme, oppstår det en spektakulær effekt: hver dråpe sender en annen farge tilbake til øynene dine, og fra din perspektiv oppstår en bue av farger.

Rød lys brytes minst, så det dukker opp på utsiden av regnbuen. Fiolett lys brytes mest, så det dukker opp på innsiden. Alle de andre fargene er ordnet mellom dem. Det er så enkelt – og så elegant.

Hvorfor kan du aldri nå regnbuen?

Du har kanskje som barn løpt etter en regnbue, sikker på at hvis du bare var fort nok, kunne du nå den. Men regnbuen forsvinner hele tiden når du nærmer deg. Dette er ikke fordi regnbuen flyttes – det er fordi regnbuen ikke er et fysisk objekt på samme måte som et tre eller en bygning. Regnbuen er lysrefleksjonsmønsteret fra regndråpene.

Regnbuen er alltid i samme vinkel fra deg – omtrent 42 grader (for hovedregnbuen). Hvis du beveger deg, beveger regnbuen seg med deg, fordi du nå ser på regnbuen fra en annen vinkel. Det er som å prøve å nå horisontlinjen – den beveger seg sammen med deg fordi det ikke er en fysisk plass, det er et perspektivfenomen.

Dessuten, hvis sollyset kommer fra en vinkel som er for høy – for eksempel når solen er høyt på himlen – kan du ikke se en regnbue i det hele tatt. Sollyset må komme fra en vinkel som er mindre enn 42 grader fra horisontalen for at du skal kunne se regnbuen.

Tall og trender

Regnbuer oppstår kun under spesifikke betingelser. For en primær regnbue (den du ser oftest), må sollyset komme fra en vinkel på mindre enn 42 grader over horisontalen. Dette betyr at du best ser regnbuer på morgenen eller ettermiddagen når solen er lavere. En sekundær regnbue, hvor lyset reflekteres to ganger inne i regndråpen, oppstår når solen er mindre enn 50 grader over horisontalen og viser fargene i omvendt rekkefølge. Mennesket kan bare se omkring 1 % av det elektromagnetiske spekteret, så regnbuen du ser er bare en liten del av det som optisk er mulig.

Meteorolog forklarer fenomenet

Dr. Lars Christiansen er meteorolog ved Universitetet i Oslo og har forsket på optiske fenomener i atmosfæren.

"Regnbuen er et leksikon i fysikk. Det viser lysbrytning, refleksjon, disperjon, og perspektivgeometri alt på en gang. Og det beste er at det er gratis å se – du trenger bare de rette betingelsene. Min tips for å fotografere regnbuer: stå med ryggen til solen og søk regn i det området hvor du ser omkring 42 grader fra deg."

De beste stedene for regnbue-fotografering

Hvis du ønsker å fotografere regnbuer, velg steder hvor det ofte regner når solen skinner samtidig. Norges vestkyst – spesielt områder som Sogn og Fjordane, Hordaland, og Møre og Romsdal – er kjent for sine hyppige regnbuer nettopp fordi de får både regn og sollys samtidig fra atlantiske værfront. Steder ved fossefallregioner, som Geirangerfjorden eller Niagara Falls, er også ideelle fordi du kan kontrollere betingelsene bedre.

Husk å stå med sollyset bak deg, og søk alltid etter regn i en vinkel på omkring 42 grader fra deg. Og hvis du ser en dobbel regnbue – en sekundær regnbue utenfor den primære – stopp og ta mange bilder. Det er en sjelden og spesiell dag.