Regnbuen forklart: Hvordan lys brytes i regndråper

Regnbuens hemmelighet

Regnbuen er et optisk fenomen, ikke en faktisk ting. Den oppstår når sola skinner på vanndråper i lufta, og du som ser den, står på riktig sted ifølge Store norske leksikon. To personer som står ved siden av hverandre, vil se hver sin regnbue, som oppstår i forskjellige vanndråper. Hvis du flytter deg, vil regnbuen oppstå i stadig nye regndråper, og det er derfor umulig å gå til enden av den.

For å forstå regnbuen, er det nyttig å kjenne til optikken, fargelæren og geometrien som styrer fenomenet. Artikkelen forklarer hvorfor regnbuen dukker opp med sollys i ryggen, hvorfor fargene alltid kommer i samme rekkefølge, og hvordan du kan øke sjansene for å se den.

Fra mytologi til optikk

Mennesker har lenge vært fascinert av regnbuen. I gresk mytologi var Iris gudenes sendebod, en ung og vakker gudinne med vinger ifølge Lille norske leksikon. I norrøn mytologi var Bifrost en bro mellom himmelen og jorden som gudene skapte, og menneskene kalte den regnbuen ifølge Store norske leksikon og Lille norske leksikon. Ifølge Lille norske leksikon trodde vikingene at regnbuen var en bro mellom Jorda og gudenes verden, Åsgård, som de kalte Bifrost.

Senere ga vitenskapen forklaringer på fenomenet.

Slik brytes lyset

Nøkkelen til å forstå regnbuen ligger i å forstå hva som skjer når lys treffer en vanndråpe. Sollyset som kommer fra solen bak deg, går inn i dråpen. Inne i dråpen blir lyset sendt tilbake og ut i lufta igjen, og på veien blir det delt opp i ulike farger ifølge Store norske leksikon.

Når lyset forlater vanndråpen, er fargene separert. Ifølge Store norske leksikon er rekkefølgen av fargetoner i hovedregnbuen utenfra og innover: rødt, gult, grønt, blått og fiolett. Ifølge Lille norske leksikon kan man bruke forkortelsen ROGGBIF til å huske rekkefølgen på fargene. Mange dråper som alle spiller samme rolle, lager regnbuen.

Nøyaktige forhold

Fysikken bak regnbuen krever at betingelsene stemmer. Sola, vanndråpene og observatøren må stå i en bestemt konfigurasjon for at fenomenet skal dannes.

Hvorfor rødt er alltid øverst

Hver farge i regnbuen oppstår fordi lys av forskjellig bølgelengde oppfører seg ulikt i vann. Ifølge Store norske leksikon tilsvarer rødt de lengste bølgelengdene i synlig lys, mens fiolett er de korteste. Ifølge Store norske leksikon har synlig lys bølgelengder fra cirka 0,40 til cirka 0,76 mikrometer.

Fordi fargene har forskjellig fart i vann ifølge Lille norske leksikon, deler lyset seg. Rødt havner ytterst i regnbuen, og blått og fiolett ligger innenfor. Ifølge Store norske leksikon forlater lyset som reflekteres én gang inne i vanndråpene, vanndråpen i en vinkel på omtrent 42 grader fra sentralaksen som går fra sola gjennom øynene til deg som ser på. Fargeovergangene mellom hver farge er ikke alltid skarpe, og det er stor variasjon i størrelsen og styrken til de enkelte båndene ifølge Store norske leksikon.

Fysikk og undring

Regnbuen har alltid vekket undring, men det er først med kunnskap om fysikken at fenomenet settes i sitt rette perspektiv.

Myter om regnbuen som ikke stemmer

Det finnes flere myter og misforståelser om regnbuen. En vanlig oppfatning er at regnbuen oppstår bare fordi det regner samtidig som sola skinner. Ifølge Store norske leksikon og Lille norske leksikon er det ikke nok: du må ha vanndråpene foran deg og sola bak deg. En annen myte er at man kan nå regnbuen ved å gå eller kjøre mot den. Ifølge Store norske leksikon og Lille norske leksikon er regnbuen en optisk effekt som oppstår i forskjellige dråper når du beveger deg, og det er umulig å gå til enden av den.

Det finnes også en oppfatning om at regnbuen har en fast størrelse. Ifølge Store norske leksikon dannes hovedregnbuen av lys som reflekteres én gang inne i vanndråpene, og det røde fargebåndet ligger i en vinkel på omtrent 42 grader til sentralaksen, mens lyset som reflekteres to ganger, gir det røde fargebåndet i sekundærregnbuen med en vinkel på omtrent 51 grader til sentralaksen. En myte fra Irland sier at det finnes en gryte med gull i enden av regnbuen ifølge Lille norske leksikon. Det finnes naturligvis ikke gull der.

De viktigste begrepene forklart

For å forstå regnbuen fullt ut, er det nyttig å kjenne til disse fagbegrepene. De forklarer hvordan fenomenet dannes og hvorfor det oppfører seg slik det gjør.

• Brytning: når lys endrer retning når det passerer fra ett medium til et annet, som fra luft til vann eller omvendt.
• Refleksjon: når lys spretter tilbake fra en overflate, som når det treffer innersiden av en vanndråpe.
• Dispersjon: når hvitlyset splittes opp i sine komponentfarger fordi hver farge har ulik fart i vann.
• Sentralakse: aksen som går fra sola gjennom øynene til deg som ser på, og som danner utgangspunkt for regnbuens vinkler ifølge Store norske leksikon.
• Primær regnbue: den innerste, sterkeste regnbuen som dannes fra én refleksjon inne i vanndråpene ifølge Store norske leksikon.
• Sekundær regnbue: en svakere, ytre regnbue som dannes fra to refleksjoner inne i vanndråpene, med omvendt fargerekkefølge ifølge Store norske leksikon.

Hva trenger du for å se en regnbue?

Å se en regnbue krever tre ting: sollys, vanndråper og riktig plassering. Ifølge Store norske leksikon og Lille norske leksikon må du ha vanndråpene foran deg og sola bak deg. Ifølge Lille norske leksikon er det mest vanlig å se regnbuen på morgenen eller sent på ettermiddagen.

En praktisk måte å se fenomenet på, er å bruke en hageslange en solrik dag. Still deg slik at solen er bak deg, og sprøyt vann fremover. Da kan du se en liten regnbue i vanntåken ifølge Lille norske leksikon. Du kan også se regnbue i tåke eller i vannet fra en foss ifølge Lille norske leksikon. Hvis du vil se en regnbue i naturen, lønner det seg å plassere seg med solen i ryggen når det regner i horisonten.

Regnbuens fysiske egenskaper

Ifølge Store norske leksikon forlater lyset som reflekteres én gang inne i vanndråpene, vanndråpen i en vinkel på omtrent 42 grader til sentralaksen for det røde fargebåndet i hovedregnbuen, mens lyset som reflekteres to ganger, gir det røde fargebåndet i sekundærregnbuen med en vinkel på omtrent 51 grader til sentralaksen. For hver refleksjon inne i vanndråpen blir lyset litt svakere, og derfor er sekundærregnbuen svakere i fargene enn hovedbuen.

Newton og spektralfargene

Isaac Newton viste at hvitt lys er sammensatt av alle regnbuens farger, noe han kalte spektralfarger ifølge Lille norske leksikon. Han offentliggjorde sitt første arbeid om lys og farger i 1672, og senere utkom verket Opticks i 1704, som ble regnet som lyslærens hovedverk i det følgende århundret ifølge Store norske leksikon.

Når er det best å se regnbuer?

Ifølge Store norske leksikon kan du fra høye steder som fjell eller fly være heldig og se hele regnringen, ikke bare deler av den.

Regnbuer kan dannes når som helst på året når sollys og vanndråper er til stede i riktig konfigurasjon.

Hvordan du starter

Nå som du kjenner fysikken bak regnbuen, er det tid til å se den med nye øyne. Når værvarslet sier regnbyger og solen skinner fra motsatt retning, er det din sjanse. Plasser deg på et sted med utsikt, eller gå ut i hagen med en hageslange for å eksperimentere.

Hver regnbue er unik, avhengig av hvor mange dråper som reflekterer lyset. Du kan også dele kunnskapen med andre, for eksempel ved å forklare barn hvorfor regnbuen dannes. Regnbuen er en påminnelse om at naturen er full av fysisk skjønnhet som det er mulig å forstå og lære av. Hver gang du ser en regnbue, er du klar over den fantastiske reisen lyset har gjort gjennom mange vanndråper for å nå øyet ditt.