Warum sind Regenbogen bunt?

Warum sind Regenbogen bunt? Prof. Gerhard Haszprunar ist Direktor der Zoologischen Staatssammlung München sowie Generaldirektor der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns und beantwortet unsere Frage:

Das weiße Sonnenlicht setzt sich aus vielen einzelnen Strahlungsfrequenzen, d.h. Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge zusammen. Strahlen mittlerer Wellenlänge sind dabei für unser Auge als Farben sichtbar. Dabei sind Rottöne langwellig, grün liegt im Mittelbereich der sichtbaren Wellenlängen, violett und noch mehr das UV-Licht sind extrem kurzwellig. Wenn Licht auf ein durchsichtiges Medium anderer Dichte (z.B. Glas oder Wasser) trifft wird es abgelenkt bzw. "gebrochen", d.h. der Eintrittswinkel ist anders als der Austrittswinkel. Dabei werden unterschiedlichen Frequenzstrahlen in unterschiedlichen Winkeln gebrochen und erscheinen damit  räumlich getrennt als nunmehr für uns sichtbare Spektralfarben. Das lässt sich an einem Prisma sehr schön demonstrieren.

Wenn es nun regnet und das Sonnenlicht vom Betrachter hinten auf die Regentropfen fällt, wirken die Vorderseite der mehr oder minder runden Wassertropfen wie kleine Prismen, die das Sonnenlicht wiederum in seine Spektralfarben zerlegen. Die Rückwand jedes Regentropfens wirkt dann wie ein Spiegel, der das Licht zurückwirft, welches an der Grenze Wasser-Luft wiederum gebrochen wird.

Da die Lichtbrechung wie beim Prisma von der Frequenz (= Farbe) abhängt, sind die Farben immer gleich angeordnet, nämlich oben rot und unten violett (gelegentlich gibt es einen sog. "Nebenregenbogen", da ist es genau umgekehrt). Und da unsere Netzhaut ein Stück Kugeloberfläche darstellt und die Sonne eine Punktlichtquelle ist, erscheint der Regenbogen immer rund.