Regenboog

Regenboog is de mooiste lichtshow van de natuur

De mensheid verbaast zich al eeuwen over regenbogen. Er is echter een simpele wetenschappelijke verklaring voor het lichtverschijnsel: Als zonnestralen regendruppels raken, valt het licht uiteen in allerlei kleuren.

De mensheid verbaast zich al eeuwen over regenbogen. Er is echter een simpele wetenschappelijke verklaring voor het lichtverschijnsel: Als zonnestralen regendruppels raken, valt het licht uiteen in allerlei kleuren.

Shutterstock

Wat is een regenboog?

De regenboog is een van de meest adembenemende natuurverschijnselen. De bonte lichtshow kun je zien als je met de zon in de rug staat, de zon laag aan de hemel staat en er fijne waterdruppels in de lucht hangen.

Regenbogen fascineren mensen al duizenden jaren en komen voor in talrijke legenden en religies.

Als wetenschappelijk verschijnsel werd de regenboog voor het eerst beschreven door de Griekse filosoof Aristoteles (384-322 v.Chr.).

Hij zag de regenboog als een spiegelbeeld van de zon in een oneffen ‘spiegel’ op het oppervlak van een wolk. De wolk bestaat uit druppels die de regenboog aan de hemel projecteren, redeneerde Aristoteles.

Maar pas in de 14e eeuw werd het mysterie van de regenboog opgelost.

In een klooster experimenteerde de Dominicaanse monnik Theodoric (1250-1310 n.Chr.) met bolle flessen vol water. Zo bleek dat regenbogen ontstaan als lichtstralen worden gebroken en gereflecteerd in waterdruppels.

Theodorics ontdekking over de regenboog raakte weer in de vergetelheid totdat de Franse filosoof en wetenschapper René Descartes (1596-1650) in 1637 de experimenten herhaalde en zijn ontdekkingen opschreef.

René Descartes

René Descartes is onder andere de grondlegger van de analytische meetkunde, waarbij je figuren, zoals cirkels, in een coördinatenstelsel zet zodat je ze kunt beschrijven met vergelijkingen.

© Frans Hals/ Wikimedia commons

Hoe ontstaat een regenboog?

Descartes’ beschrijving van de regenboog is nog steeds actueel: een regenboog ontstaat als zonlicht wordt gebroken op het oppervlak tussen lucht en water in vallende regendruppels.

Zonlicht, ook wel wit licht genoemd, is een mengsel van alle kleuren die ons oog kan waarnemen. Als zonlicht wordt gebroken, zijn er verschillende kleuren van het witte licht te zien.

De Britse natuurkundige Isaac Newton (1643-1727) toonde dit in 1669 aan toen hij licht door een glazen prisma zond en zag dat het werd gebroken tot een kleurenspectrum.

Zo ontstaat een regenboog

Zo ontstaat een regenboog.

De regenboog verschijnt aan de hemel als de zon laag staat en de kijker met de zon in de rug naar een dichte hoeveelheid druppels kijkt, meestal een regenbui.

1

De druppels werken als prisma’s, die het licht breken als het erdoorheen gaat. Door de breking valt het licht uiteen in het kleurenspectrum dat de regenboog vormt.

2

Het licht wordt gebroken in een hoek van 42 graden, dezelfde hoek als die van de regenboog. De achterkant van elke druppel werkt als een spiegel en kaatst het licht terug naar het oog.

3
© Ken Ikeda Madsen

Regendruppels werken dus als glazen prisma’s, die het zonlicht in verschillende kleuren afbuigen als het erin doordringt.

De achterkant van elke druppel werkt ook als een spiegel, die het licht naar de kijker kaatst.

Prisma creëert regenboog

Licht is niet alleen wat we met het blote oog kunnen zien, maar het omvat het hele elektromagnetische spectrum, van radiogolven tot gammastralen. De lichtgolven die het menselijk oog kan waarnemen, variëren van 380 nm tot 760 nm. Rood heeft de langste golflengte (700 nm) en violet de kortste (400 nm).

© Shutterstock

Welke kleuren zitten er in een regenboog?

Regenbogen worden vaak afgebeeld met zeven kleuren (rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet), maar het klopt niet dat de regenboog maar zeven kleuren bevat.

Het idee dat de regenboog zeven kleuren heeft, wortelt in observaties van Isaac Newton. Toen hij aantoonde dat een prisma (een regendruppel bijvoorbeeld) het witte licht van de zon verstrooit in verschillende golflengten en dus kleuren, nam hij ook waar dat die kleuren vaak in dezelfde volgorde te zien zijn: van buiten naar binnen rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet.

Bij een secundaire of dubbele regenboog wordt het licht twee keer weerkaatst door de druppel en zijn de kleuren daardoor in omgekeerde volgorde te zien.

De observatie van Newton leidde tot het idee dat regenbogen zeven kleuren hebben, wat inderdaad zo lijkt. Maar een regenboog bevat veel meer kleuren, die voor het blote oog echter moeilijk te onderscheiden zijn.

Waarom is een regenboog krom?

Eigenlijk is de regenboog een hele cirkel. Als het licht in regendruppels breekt, ontstaat er een cirkel met het volledige kleurenspectrum van het licht.

Dit prachtige optische verschijnsel ziet er echter uit als een lichtboog. Dit komt omdat wij alleen het deel van het licht zien dat door de druppels wordt weerkaatst onder een hoek van circa 40 graden.

Ongeveer de helft van de cirkel bevindt zich onder de horizon en is dus niet te zien.

Vanuit vliegtuigen en vanaf bergen kun je echter het geluk hebben een hele regenboog te zien – een zogeheten regencirkel.

Regenboog boven een veld

Een regenboog is eigenlijk een volledige cirkel, maar wij zien hem meestal als een halve boog vanwege de horizon.

© Shutterstock

Wat is de culturele en religieuze betekenis van regenbogen?

De regenboog wordt al duizenden jaren gebruikt als religieus motief.

In Genesis plaatst God na de zondvloed een regenboog aan de hemel als teken van zijn belofte aan Noach en de mens dat hij de aarde niet meer zal laten vergaan door een natuurramp.

De regenboog is ook een van de meest voorkomende motieven in de mythologie van de Australische Aboriginals.

Een regenboog aan de hemel is de regenboogslang die zich van de ene waterput naar de andere beweegt – een verklaring waarom sommige bronnen nooit opdrogen.

In de Oudnoordse cultuur heet de regenboog Bifrost en is het een brug van de wereld van de goden naar die van de mensen. De regenboogbrug zal barsten bij Ragnarok, het einde van de kosmos.

Schilderij van Bifrost en Asgaard

Volgens de Oudnoordse mythologie heet de regenboog Bifrost en is het een brug tussen goden- en mensenwereld.

© Richard Wagner, Otto Schenk

Maar het beroemdste regenboogverhaal komt uit de Ierse folklore, die zegt dat je aan het eind van de regenboog een pot met goud kunt vinden.

De regenboog kondigt in veel culturen een periode aan van hoop, verandering en geluk. In de 17e-eeuwse Duitse Boerenoorlog gold de regenboogvlag bijvoorbeeld als teken van een nieuw tijdperk van hoop en sociale verandering.

In 1978 maakte kunstenaar Gilbert Baker de regenboogvlag tot een icoon van de beweging van homo’s, lesbi’s, biseksuelen en transgenders.

Regenboogvlag bij parade

De regenboogvlag is tegenwoordig een symbool van de lhbt-gemeenschap.

© Shutterstock

Verschillende typen regenbogen

Er bestaan verschillende soorten regenbogen, zoals:

  • Maanboog
  • Mistboog
  • Dubbele regenboog
  • Regencirkel
  • Regenboog bij een waterval

In de galerij hieronder lees je er meer over.

Dubbele regenboog

Dubbele regenboog boven veld
© Shutterstock

Als de lichtstralen in de waterdruppels een extra keer weerkaatsen voordat zij onze ogen bereiken, ontstaat een secundaire of dubbele regenboog.

Maanboog

Maanboog aan de nachtelijke hemel
© Shutterstock

Ook bij fel maanlicht kan een regenboog ontstaan. De kleuren zijn echter vaag of niet te zien, omdat ons kleurenzicht ’s nachts slecht is. De maanboog zal er daarom meestal wittig uitzien.

Mistboog

Mistboog in een dal
© Juris Seņņikovs

Doordat mist uit kleine waterdruppeltjes bestaat, raken de kleuren zozeer verstrooid en vermengd dat er een brede, wittige regenboog ontstaat.

Regencirkel

regencirkel
© Selena N. B. H.

Als je hoog boven de zeespiegel bent, bijvoorbeeld op een hoge berg of in een vliegtuig, heb je kans om een regenboog in een hele cirkel te zien.

Regenboog bij een waterval

Regenboog bij waterval
© Shutterstock

Regenbogen bij watervallen en dergelijke ontstaan, net als andere regenbogen, in de waterdruppeltjes die naar alle kanten wegspatten.