Regnbuer oppstår når sollys brytes, reflekteres og spres i vanndråper. Fysikken bak den primære og sekundære buen, Alexanders mørke bånd og sjeldnere varianter som månebuer og tåkebuer er forklart her.
Kort fortalt
- Primær regnbue
- Ca. 42° fra punktet rett motsatt sola (Store norske leksikon)
- Sekundær regnbue
- Ca. 51° fra samme punkt, med motsatt fargerekkefølge (Store norske leksikon)
Innhold i artikkelen (6)
Når lys møter vann
Regnbuen har fascinert mennesker siden antikken som et naturfenomen fylt med mystikk og symbolikk. Bak det vakre synet ligger ren fysikk: en regnbue oppstår når tre betingelser møtes samtidig – sollys, vanndråper i luften og riktig vinkel mellom sol, dråper og observatør. Lyset brytes når det går inn i en vanndråpe, reflekteres mot den bakre dråpeveggen og brytes på nytt idet det forlater dråpen. Denne kombinasjonen av refraksjon, refleksjon og dispersjon er det som skaper det fargerike båndet, ifølge Store norske leksikon.
Lysbryting og refleksjon
Lys reiser i rette linjer til det møter et materiale med en annen tetthet, som når det går fra luft til vann. Når sollys treffer en vanndråpe, bremses det ned og bøyes (brytes). Inne i dråpen reflekteres lyset mot den bakre dråpeveggen, og brytes på nytt idet det forlater dråpen. Denne doble brytningen og refleksjonen gjør at lyset kommer ut i en vinkel på omtrent 42 grader fra punktet rett motsatt sola, som er radiusen til den primære regnbuen, ifølge Store norske leksikon og Met Office. Millioner av dråper i luften bidrar samtidig; hver enkelt dråpe sender bare én farge mot øyet ditt om gangen, men ulike dråper langs buen sender ulike farger, slik at hele spekteret blir synlig samlet.
Fra hvitt lys til spektrum
Hvitt sollys inneholder hele spekteret av synlige farger. Når lyset brytes gjennom en vanndråpe, separeres fargene fordi de har litt ulike brytningsindekser, med rødt, gult, grønt, blått og fiolett fra utsiden og innover i den primære buen, ifølge Store norske leksikon. Denne dispersjonen – splittingen av hvitt lys i farger – skaper spekteret man ser i regnbuen, ifølge samme kilde og Met Office. Ser man et mørkere område mellom en primær og en sekundær regnbue, er det Alexanders mørke bånd – en sone der ingen brutt lys sendes mot observatøren, ifølge Store norske leksikon og Met Office.
Tall og trender
Den primære regnbuen har en radius på omtrent 42 grader målt fra punktet rett motsatt sola, mens en eventuell sekundær regnbue ligger på omtrent 51 grader med fargene i motsatt rekkefølge, ifølge Store norske leksikon. Jo lavere sola står på himmelen, jo mer av buen er synlig over horisonten; når sola står høyt, er bare en liten del av buen – eller ingenting – synlig over horisonten, ifølge Store norske leksikon og Met Office. Det er derfor regnbuer oftest sees tidlig om morgenen eller sent på ettermiddagen, sjelden rundt middagstid om sommeren når sola står høyt på himmelen.
Varianter av regnbuer
Den primære regnbuen er den vanligste og skyldes én refleksjon inne i vanndråpene. En sekundær regnbue oppstår når lyset reflekteres to ganger inne i dråpen; den ligger utenfor den primære buen, er svakere og har motsatt fargerekkefølge, ifølge Store norske leksikon og Met Office. Ser man begge buene samtidig, kalles det gjerne en dobbel regnbue, med Alexanders mørke bånd mellom dem. Innenfor den fiolette kanten av den primære buen kan man noen ganger se smale ekstra fargebånd kalt supernumerære regnbuer, som oppstår ved lysinterferens og er lettest å se når dråpene er små, ifølge Store norske leksikon. En tåkebue dannes på samme måte som en vanlig regnbue, men i tåke eller dis med svært små vanndråper; den virker nesten hvit eller fargeløs og er bredere enn en vanlig regnbue, ifølge Met Office. En månebue dannes av måneskinn i stedet for sollys og virker som regel hvit for det blotte øyet fordi lyset er for svakt til at øyet oppfatter fargene, ifølge Store norske leksikon. Fra fly eller høye fjelltopper kan man i sjeldne tilfeller se en hel sirkelregnbue, siden bakken ikke lenger sperrer for den nedre halvdelen av buen, ifølge Met Office.
Hvordan observere regnbuer
For å se en regnbue må sola være bak deg og regndråpene foran deg, siden buen alltid ligger rett motsatt sola sett fra observatøren. Regnbuer er lettest å se tidlig om morgenen eller sent på ettermiddagen, når sola står lavt på himmelen; jo lavere sola står, jo mer av buen blir synlig over horisonten, ifølge Store norske leksikon. Man trenger ikke stå i selve regnet – en regnbue kan sees flere kilometer unna dråpene som skaper den, så lenge sollys og dråper møtes i riktig vinkel sett fra der du står. Fra fly eller høyfjell kan hele den sirkelrunde buen noen ganger bli synlig, siden bakken ikke lenger blokkerer nedre del av sirkelen, ifølge Met Office.
Emner
