De vraag wat veroorzaakt een regenboog heeft een mooi natuurkundig antwoord: het is zonlicht dat door regendruppels in de lucht breekt en gespiegeld wordt. Het resultaat is dat we het hele zichtbare kleurspectrum als boog zien. We leggen het uit in vier stappen.
Stap 1: licht raakt een regendruppel
Zonlicht ziet er voor ons wit uit, maar bestaat uit alle kleuren samen. Als zo’n straal een waterdruppel in de lucht raakt, dringt het deels de druppel binnen en wordt het ‘gebogen’ (gebroken). Verschillende kleuren breken in een iets andere hoek — rood het minst, paars het meest.
Stap 2: het licht weerkaatst aan de achterkant
Binnen in de druppel kaatst het licht tegen de binnenkant. Daarna verlaat het de druppel weer aan de voorkant — opnieuw met een lichte buiging. Door die dubbele breking + reflectie komt elke kleur in een eigen hoek de druppel uit.
Stap 3: jouw oog vangt de kleuren op
Miljoenen druppels doen dit tegelijk. Sommige sturen rood naar je oog, andere oranje, geel, groen, blauw en paars — afhankelijk van waar ze hangen ten opzichte van zon en kijker. Samen vormen ze de kenmerkende boog.
Stap 4: waarom altijd een boog?
De hoek tussen zon, druppel en jouw oog moet ongeveer 42 graden zijn voor je het licht ziet. Alle druppels die op die hoek staan, vormen samen een cirkel rond het tegenpunt van de zon. Vanaf de grond zie je daar maar de bovenkant van — een boog. Vanuit een vliegtuig of vanaf een hoge berg kun je soms een hele cirkel zien.
Bonus: dubbele regenboog
Soms zie je een tweede, vagere boog erbuiten. Die ontstaat doordat het licht in sommige druppels twee keer reflecteert in plaats van één keer. De tweede boog heeft dezelfde kleuren, maar in omgekeerde volgorde.
De natuurkunde achter de boog
Een regenboog ontstaat als zonlicht door regendruppels valt. In elke druppel breekt het licht (verandert van richting), kaatst tegen de achterkant van de druppel terug en breekt opnieuw bij het verlaten van de druppel. Omdat verschillende golflengtes (kleuren) onder iets verschillende hoeken breken, splitsen ze uit tot het vertrouwde spectrum: rood buitenom, paars binnenin. Je ziet de boog altijd onder een vaste hoek van ongeveer 42 graden ten opzichte van de zon achter je rug. Daarom verschuift de boog mee als jij beweegt; iedereen ziet eigenlijk een persoonlijke regenboog.
Waarom soms een dubbele regenboog?
Een tweede, vagere boog erboven (op zo’n 50 graden) ontstaat doordat sommige lichtstralen twee keer binnenin de druppel kaatsen voordat ze uittreden. Door die tweede reflectie wordt de volgorde van de kleuren omgekeerd: bij de hoofdboog is rood boven, bij de tweede boog rood onder. De tweede boog is altijd zwakker omdat licht bij elke reflectie energie verliest. Tussen beide bogen ligt het zogeheten “donkere band van Alexander”, een minder verlicht gebied dat al in de oudheid werd opgemerkt.
Wanneer zie je een regenboog?
Drie omstandigheden moeten kloppen: zonlicht achter je, regen voor je, en de zon laag aan de hemel (onder 42 graden). Daarom zie je regenbogen vaak in de vroege ochtend of late namiddag, na een bui. In de winter komen ze minder voor omdat de zon vaker laag staat en de bui dan al voorbij is. ’s Nachts kan licht van een volle maan in plaats van zonlicht een “maanboog” veroorzaken; veel zeldzamer maar zichtbaar in donkere gebieden.
