woensdag 12 januari 2011

Somewhere over the rainbow

Gisterenmorgen rond 8.30u.
Ik deed mijn dagelijks tripje naar onze brievenbus.
Het regende lichtjes, en hoewel de zon er nog niet echt was (ze kwam pas op om 8.42u.) zorgde ze toch al voor een wonder gelig licht.
En dan zag ik hem plots vóór mij in volle glorie, in het noordwesten: een schitterende regenboog.
Ik ben terug naar binnen gerend om die vroege kleurenpracht op een paar foto’s te vereeuwigen:

image

Alhoewel ik niet van plan hem om hier de hele fysica van de regenboog uit de doeken te doen, wil ik toch een paar wetenswaardigheden kwijt.

Een regenboog is het gevolg van breking en terugkaatsing van zonnestralen in regendruppels.
We zien een regenboog als het zonlicht dat door regendruppels weerkaatst wordt, onder een geschikte hoek (zie verder) in ons oog valt.
Dit houdt meteen in dat er regen moet zijn vóór de waarnemer als die de zon in de rug heeft.

Wat gebeurt er met het zonlicht in een regendruppel?
Dat probeer ik duidelijk te maken met een tekening.
image

Het zonlicht wordt in de regendruppel gebroken en weerkaatst en komt er onder een bepaalde hoek met het invallend zonlicht weer uit.
Voor rood licht blijkt nu die uittredingshoek maximaal 42° te zijn.
Voor blauw licht is hij iets kleiner: maximaal ongeveer 40°

Een waarnemer die onder een hoek van 42° t.o.v. de zon naar een regenlucht kijkt met de zon in de rug, ziet dus een (deel van) een gekleurde conus met rood licht als buitenste grens en blauw licht als binnenste grens.
image
Binnen die conus komen alle gereflecteerde kleuren samen.
Dit is de reden waarom de lucht aan de binnenkant van een regenboog helder (bijna wit) is: de som van alle lichtkleuren samen is wit licht.

Van buiten de conus (dus onder hoeken > 42°) komt er geen gereflecteerd licht meer bij de waarnemer.
Dit is de reden waarom de lucht voorbij de rode bovengrens donkerder is: er is alleen maar "gewoon" licht van de wolken en de lucht, maar geen door de regen gereflecteerd licht.
De foto hierboven toont dit mooi aan.

Het licht kan in een waterdruppel ook tweemaal rond gaan vóór het uittreedt.
Dit geeft aanleiding tot een zwakkere tweede boog op ongeveer 50°.
Bij die tweede boog liggen de kleuren juist andersom: rood binnenin en blauw als buitenste grens.

Hoe kan je dus een regenboog zien?


image

Met de zon in de rug en een regenlucht vóór u, kijk je naar het einde van je schaduw. Kijk dan 42° omhoog en … bingo.
Gevolg: als de zon hoog staat en je dus een korte schaduw hebt, staat een regenboog laag.
En als de zon laag staat (zoals gisterenmorgen) en je dus een lange schaduw hebt, staat de regenboog hoog in de lucht (zie foto).
Nog een gevolg: in de vroege morgen als de zon opkomt in het oosten, kan je een regenboog zien in het westen.
In de vooravond als de zon stilaan naar het westen gaat, kan je een regenboog zien in het oosten.

Mocht je echt meer willen weten over de fysica van de regenboog, dan moet je maar eens naar de video kijken van de les die prof. Walter Lewin hierover geeft aan het MIT (Massachusetts Institute of Technology): een schitterende didactische presentatie van deze fysicus met Nederlandse roots.

Maar misschien heb je genoeg aan het uitzicht en de romantiek van dit fantastisch natuurverschijnsel en droom je, zoals Judy Garland, liever weg over wat er “Somewhere over the rainbow” aan geluk op je wacht…
Klik dan maar op onderstaand beeld en geniet:

image

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen