Regnbue, naturens vakreste lysshow

Jorden er den eneste planeten i solsystemet der man kan se regnbuer. Den lengst varende regnbuen kunne ses i nesten ni timer. Kulturelt sett innvarsler regnbuen typisk håp, endring, lykke og mangfold. Deltakerne i 1600-tallets tyske bondekrig bar for eksempel regnbueflagget som tegn på en ny tidsalder kjennetegnet av håp og sosial endring.

Regnbue er et fargefenomen på himmelen. Du kan se en regnbue når du står med sola i ryggen og ser mot en regnbyge. At en regnbue er et optisk fenomen betyr at den ikke er en faktisk ting – det er noe som oppstår når forholdene er riktige, altså at sol skinner på vanndråper i lufta, og at du som ser den står på riktig sted. To personer som står ved siden av hverandre vil se hver sin regnbue, som oppstår i forskjellige vanndråper. Og hvis du flytter deg, vil regnbuen oppstå i stadig nye regndråper. Det er derfor umulig å gå til «enden» av regnbuen.

Som naturvitenskapelig fenomen ble regnbuen første gang forsøkt beskrevet av den greske filosofen Aristoteles (384-322 f.Kr.). Han så regnbuen som et speilbilde av solen i et ujevnt «speil» på overflaten av en sky. Skyen består av myriader av dråper som reflekterer fram regnbuen på himmelen, var teorien til Aristoteles. Det var imidlertid først på 1300-tallet at mysteriet om regnbuen ble oppklart. Det skjedde i et kloster der dominikanermunken Theodoric (1250-1310 e.Kr.) eksperimenterte med kuleformede flasker som han fylte med vann. Eksperimentene avslørte at regnbuer oppstår når lysstråler brytes og speiles i regndråpene.

Siden eldgamle tider har regnbuen vakt nær menneskelig oppmerksomhet. I Bibelen fremstår hun som et tegn gitt av Gud som et tegn på tilgivelse og forsoning med mennesker. Den engelske filosofen og naturforskeren Roger Bacon (ca. 1214-1292) undersøkte fenomenet regnbuen nøye i sitt store verk, The Great Work. Han mente at regnbuens farger var et subjektivt fenomen forårsaket av fuktigheten i øyet.

Theodorics oppdagelse om regnbuer gikk i glemmeboken igjen, frem til den franske filosofen og vitenskapsmannen René Descartes (1596–1650) i 1637 gjentok forsøkene og skrev ned oppdagelsene sine. Den første teorien om regnbuen ble gitt i 1637 av den franske filosofen og matematikeren René Descartes (1596-1650). En mer nøyaktig teori ble utviklet i 1836 av den engelske astronomen George Erie (1801-1892). Teorien hans er basert på beregningen av fenomenene diffraksjon og interferens som følger med møtet av solstrålene med gitteret som dannes av regndråper.

En regnbue oppstår når sollys brytes ned av regn eller tåke vanndråper som flyter i atmosfæren. Disse dråpene avbøyer forskjellige lysfarger forskjellig (brytningsindeksen for vann for lengre bølgelengde (rødt) lys er mindre enn for kort bølgelengde (fiolett) Når lys går fra luft til vann sier vi at det brytes. Fordi tettheten i luft og vann er forskjellig (vann er tettere enn luft), vil farten til lyset endre seg når lyset treffer vann, det vil bremses. Det gjør at lyset endrer litt retning.

For en observatør på bakken ser en regnbue vanligvis ut som en bue, en del av en sirkel, og jo høyere synspunktet til observatøren er, desto fyldigere er regnbuen (fra et fjell eller et fly kan du se hele sirkelen ). Midtpunktet til regnbuen er i retning av den rette linjen som går gjennom solskiven og observatørens øye, det vil si på det punktet motsatt av Solen. En regnbue er en del av en sirkel rundt det punktet med en radius på 42 grader. Lyset inne i vanndråpen blir reflektert av bakveggen i vanndråpen før det igjen brytes på vei ut av vanndråpen. Når lysstrålene forlater vanndråpene kan vi se en regnbue.

Hvor mye av regnbuen du ser kommer også an på perspektivet ditt. Jo høyere opp du står, jo mer av regnbuen kan du se, og hvis du er på en fjelltopp eller i et fly slik at du ser ned på vanndråpene vil du kunne se hele regnringen. Fargesekvensen i en regnbue er den samme som i solspekteret, og vanligvis er rød plassert langs ytterkanten, og fiolett langs den indre kanten. Fra siden av den indre kanten er sekundære fargebuer noen ganger synlige ved siden av hovedregnbuen. Den synlige delen av buen bestemmes av solens posisjon: når den er i horisonten, ser regnbuen ut som en halvsirkel, når solen stiger, den synlige delen av buen avtar, og i solens høyde på 43 grader, regnbuen forsvinner.

Området mellom hovedregnbuen og sekundærregnbuen er mørkere og kalles fra gammelt av «Alexanders bånd», oppkalt etter Alexander fra Afrodisias som beskrev dette rundt år 200. Området er mørkere fordi det ikke blir kasta brutt lys mot deg som ser regnbuen utenfor de røde båndene i hovedregnbuen og i sekundærregnbuen. Lysstråler som blir reflektert en gang inne i vanndråpene er enten med på å forme hovedregnbuen eller med på å lyse opp området innenfor hovedbuen. Lysstråler som blir reflektert to ganger inne i vanndråpene bidrar enten til å forme sekundærregnbuen eller til å lyse opp området utenfor sekundærbuen.

Et fenomen som ligner på en regnbue kan sees i sprøyt av fontener, fossefall. Utseendet til en måneregnbue og en regnbue fra kunstige lyskilder er mulig. En annen regnbue blir ofte observert med en vinkelradius på ca 52 grader og omvendte farger.