2. Waardoor ontstaan de kleuren in de regenboog?

Originele tekst
http://www.weerfotografie.nl/technieken.php?cat=optisch&pagina=regenb
oogvragen
Zie hieronder deze tekst.
Vaak gestelde vragen over de regenboog
De regenboog is een van de meest bekende optische verschijnselen die met het weer te
maken hebben. Haast iedereen heeft van jongs af aan de regenboog bewonderd om zijn
prachtige kleuren. De regenboogkleuren kunnen zo puur en helder zijn dat geen enkele
foto dit verschijnsel echt goed kan vastleggen.
In tegenstelling tot wat velen denken, zelfs wetenschappers, is de regenboog helemaal
niet zo volledig begrepen, hoewel er verscheidene boeken en vele wetenschappelijke
artikelen over geschreven zijn. We weten hoe de boog ontstaat in het algemeen, maar er
bestaan veel waarnemingen en zelfs foto's van regenboogeffecten die niet goed of
helemaal niet te verklaren zijn.
Hieronder staat een aantal vragen die mensen vaak hebben over de regenboog, met
verklaringen.
1. Wat veroorzaakt de regenboog?
De regenboog ontstaat door licht van de zon (of maan) dat op vallende
regendruppels schijnt. Deze druppels zijn vrij rond, zeker de kleinere druppels.
Een lichtstraal die zo'n druppel tegenkomt wordt eerst gebroken, wanneer de
straal de druppel binnenkomt. Bij deze lichtbreking wordt het witte licht, dat uit
alle kleuren van - inderdaad - de regenboog bestaat, gesplitst in alle kleuren. Al
deze kleuren gaan iets verschillende richtingen uit binnen de druppel. Het licht
spiegelt vervolgens aan de binnenkant en achterkant van de druppel, en gaat
vervolgens de druppel weer uit. Bij het spiegelen treedt geen breking (splitsing
van kleuren) op, maar wel weer bij de tweede breking wanneer het licht de
druppel weer uit gaat. Dit licht gaat ongeveer in tegenovergestelde richting de
druppel uit als de richting waarin het binnenkwam. Omdat elke kleur van het licht
nu een iets andere richting heeft, zie je een gekleurde band in de lucht.
2. Waardoor ontstaan de kleuren in de regenboog?
De kleuren ontstaan door lichtbreking, of liever gezegd dispersie. Wit licht dat uit
alle regenboogkleuren (spectraalkleuren) bestaat wordt bij overgang van lucht
naar water gesplitst in alle kleuren, waarbij alle kleuren iets andere richtingen uit
gaan. Dit komt doordat voor de verschillende kleuren de snelheid van het licht in
het medium iets verschillend is. Als het licht loodrecht op het oppervlak het
medium (bijvoorbeeld water) binnenkomt, heeft breking geen effect op de richting
van de verschillende kleuren, maar wel als het licht onder een hoek binnenkomt.
Blauw licht wordt meer gebroken dan rood licht, wat betekent dat de
brekingshoek voor blauw licht iets groter is. Als je juist onder die hoek naar het
gebroken licht kijkt, zie je dus die bepaalde kleur.
3. Waarom is de regenboog rond?
Door twee redenen: ten eerste zijn
de regendruppels waardoor de
boog ontstaat, allemaal min of
meer rond. Vallende regendruppels
hebben niet de typische druppelvorm die we van stripverhalen e.d.
kennen, maar helemaal rond
(wegens de oppervlaktespanning
van het water). Grotere druppels
die meer luchtweerstand hebben
De regenboog ontstaat in
bij het vallen hebben een meer
waterdruppels, die niet zozeer van
afgeplatte vorm (lijkend op een
een bui afkomstig hoeven te zijn. Je
ellipsoïde, maar meer afgeplat van
kunt soms ook regenbogen zien in
onderen). Ten tweede is de
landbouwsproeiers, fonteinen en in
regenboog rond omdat de boog
de watermist bij watervallen (zie
ontstaat door lichtbreking van
foto).
zonlicht over een bepaalde hoek
ten opzichte van de lijn zonwaarnemer. Omdat je je als waarnemer altijd op deze lijn bevindt, lijkt de boog
altijd rond te zijn, en is gecentreerd rond het tegenzonnepunt. Als de zon hoog
staat, staat het tegenzonnepunt diep onder de horizon, en zie je alleen het
bovenste deel van de boog, laag boven de horizon. Bij zonsondergang staat het
tegenzonnepunt vlak onder de horizon, en kun je een bijna halfronde boog hoog
aan de hemel zien staan.
4. Er was zonneschijn en regen maar geen regenboog??
De regenboog ontstaat door zonlicht dat op regendruppels valt. Als het regende
maar de zon was niet sterk genoeg (half achter een wolkenrand) is de regenboog
zeer zwak of niet te zien. Ook als de regenval zeer licht of te plaatselijk is, zie je
de boog niet. De meest voor de hand liggende reden dat je de regenboog niet ziet
is dat de zon gewoon te hoog aan de hemel staat. De boog heeft een straal van
ongeveer 42o rond het tegenzonnepunt, dat als de zon hoog staat diep onder de
horizon ligt.
5. Waar is het einde van de regenboog?
De regenboog heeft geen einde. Sterker nog, de regenboog is ook niet
gelocaliseerd in plaats. Als het overal regende, maar de zon was wel te zien, zou
de regenboog een complete kegelvorm zijn met de punt (apex) in je oog. De
regenboog beweegt zich dus altijd met je mee. De snijlijn van deze kegel met de
grond kan ofwel een hyperbool, parabool, ellips, één lijn of twee lijnen zijn. Het is
daarom niet zo dat de boog ergens de horizon in twee punten snijdt. De pot met
goud begint dus in de meeste gevallen vlak voor je voeten en strekt zich
kilometers ver over het landschap uit, in de richtingen waarin de regenboog het
landschap lijkt te raken. Als het niet overal regent, is de snijlijn onderbroken.
6. Waarom lijkt het gebied binnen de
regenboog lichter dan erbuiten?
Dit is niet alleen schijn, maar is ook daadwerkelijk
strooilicht. De regenboog is niet alleen een ring
van gekleurd licht, maar bestaat in feite uit
belichte schijven van alle kleuren, die elk een iets
andere diameter hebben, en gecentreerd zijn
rond het tegenzonnepunt. Waar de schijven niet
meer allemaal overlappen, aan de randen, zie je
gekleurd licht - de regenboog. Het strooilicht
binnen de regenboog is dus gewoon licht dat op
dezelfde manier door de druppels gebroken en
gereflecteerd wordt als het licht dat de regenboog
zelf veroorzaakt. Alleen zie je binnen de
regenboog nog steeds alle kleuren licht tegelijk
terugkomen, en het effect hiervan is dat dit licht
dus toch ongekleurd is. Evenzo is het buiten de
bijregenboog, die iets buiten de hoofdregenboog
staat, ook lichter dan tussen de twee bogen in.
De donkere band tussen de bogen heet de Band
van Alexander.
De bijregenboog
bevindt zich juist
buiten de
hoofdregenboog en
heeft de kleurbanden
in omgekeerde
volgorde.
7. Wat is een rode regenboog en hoe ontstaat
deze?
Een rode regenboog is soms bij zonsondergang te zien. De boog kleurt rood
omdat de zon zeer laag staat en zelf rood is wegens Rayleighverstrooiing door de
lange lichtweg door de atmosfeer. Hierdoor is er weinig blauw, groen en geel licht
meer te zien in de regenboog, en kleurt de boog rood.
8. Ik zag twee regenbogen??
Er zijn talloze bogen mogelijk, allemaal met een verschillende straal. Als je de
tweede regenboog net buiten de hoofdregenboog zag, zag je de tweede-orde
regenboog (secundaire boog of bijregenboog). Deze boog is algemeen, en vrijwel
altijd te zien als de hoofdregenboog ook te zien is. De bijregenboog heeft een
straal van 51o rond het tegenzonnepunt, en de kleuren hebben omgekeerde
volgorde van die van de hoofdregenboog. Dit komt doordat de bijregenboog
ontstaat door een tweede interne reflectie van licht in de regendruppels. Dit
spiegelt de kleurband, en maakt de boog ook zwakker, doordat een deel van het
gereflecteerde licht de druppel eerder uitgaat, in een richting die je niet ziet.
9. Ik zag een wittige regenboog bij nacht??
Dit was waarschijnlijk de regenboog van de maan. De door de zon beschenen
maan is ook een lichtbron, en kan ook regenbogen produceren. Het maanlicht is
echter zwakker dan dat van de zon, en bij zulke lage lichtniveau's zien wij geen
kleur. De regenboog lijkt dus wittig. Als je een tijdopname van de regenboog zou
maken, zou je gewoon de kleuren zien.
10. Ik zag een heldere regenboog recht boven me, maar het regende niet??
Dat was niet de regenboog, maar een halo, waarschijnlijk de circumzenitale boog.
Halo's zijn gekleurde of ongekleurde bogen die ontstaan door lichtbreking en
reflectie in ijskristallen, vaak hoog in de atmosfeer.
11. Ik zag een regenboog met verscheidene groene en paarse kleurbanden
erbinnenin??
Deze kleurbanden heten de interferentiebogen of overtallige bogen, en zijn een
direct bewijs dat licht een golfverschijnsel is. De interferentiebogen ontstaan
wanneer de regendruppels in de bui allemaal ongeveer even groot zijn. Als dit het
geval is, treedt constructieve interferentie van het licht op. De interferentie
ontstaat doordat het licht binnen een regendruppel iets verschillende wegen kan
afleggen en er toch ongeveer onder dezelfde hoek uitkomen. De verschillende
wegen hebben verschillende afstanden. Als twee verschillende weglengtes een
heel aantal golflengtes van een bepaalde kleur van elkaar verschillen, interfereert
het licht van beide lichtwegen constructief: er is versterking. Evenzo treedt
verzwakking op als de weglengtes niet een heel aantal golflengtes van elkaar
verschillen. Doordat de golflengtes van alle kleuren iets verschillend zijn, en voor
elke kleur het licht dus over iets verschillende hoeken interfereert, zie je
kleurherhalingen binnen de boog. Daar komt bij dat de verschillende lichtwegen
niet alleen verschillende uittreehoeken hebben voor elke kleur, maar dat deze
hoeken ook variëren met de grootte van de regendruppel. Grotere regendruppels
hebben interferentiebogen die zeer dicht bij de hoofdregenboog liggen; bij
kleinere druppels zijn de interferentiebogen meer gespreid. Als niet alle druppels
even groot zijn, wordt het hele effect uitgewassen en zie je de interferentiebogen
niet, of hooguit de eerste-orde overtallige boog.
12. Ik zag een rechte regenboog (niet rond)??
Je zag waarschijnlijk een kort stukje van de regenboog, bij laagstaande zon. Als
de regen op enige afstand was, zag je alleen in dat kleine gebied een kort stukje
regenboog, dat recht lijkt. Ook als de zon hoog staat en de bovenkant van de
regenboog ligt net bovenop de horizon, kan het stukje boog redelijk recht lijken.
13. Wat zijn de spaken die soms in de regenboog ontstaan?
Dit zijn tegenzonnestralen, wat gewoon zonnestralen zijn die je van achteren ziet
(je ziet zonnestralen meestal uit elkaar gaan, of divergeren, vanaf de zon). Omdat
deze zonnestralen zich tegenover de zon bevinden, en lijken samen te komen
(convergeren) op het tegenzonnepunt, heten deze stralen tegenzonnestralen (als
ze op het purperrood geprojecteerd worden na zonsondergang heten ze
tegenschemeringsstralen (een hele mond vol!)). Het gebied binnen de
hoofdregenboog is een gebied met sterke verstrooiing van licht, dus de
tegenzonnestralen zijn geregeld te zien binnen de regenboog. In sommige
gevallen is het een adembenemend gezicht.
14. Ik zag twee regenbogen die elkaar kruisten??
Je hebt wellicht de zeldzame reflectiebogen gezien. Dit zijn regenbogen die
ontstaan door een spiegeling van de zon door een groot wateroppervlak, of ander
reflecterend oppervlak. Als het water zeer rustig is, is het gespiegelde zonnebeeld
bijna gelijk aan dat van de zon, en vrij helder. Dit geeft aanleiding tot een tweede
set regenbogen, die ten opzichte van de directe regenbogen gespiegeld zijn aan
de horizon. Je ziet hiervan meestal alleen het deel van de reflectiebogen aan de
horizon. NB: reflectiebogen zijn NIET gereflecteerde regenbogen! Hierbij wordt het
licht van de regenboog zelf (niet de lichtbron) gespiegeld in een reflecterend
oppervlak.
Stap 1: Beoordeling tekst
Deze tekst verklaart het fenomeen regenboog, maar is toch niet volledig
geschikt om te gebruiken in de lessen en dit om de volgende redenen.
Structuur
De tekst lijkt op het eerste zicht duidelijk gestructureerd, omdat de inhoud
van de tekst verduidelijkt wordt met behulp van vragen, maar de globale
tekststructuur is niet voldoende uitgewerkt.
De inleiding is volgens mij redelijk goed opgebouwd. Hierin wordt een
motivatie gegeven door te refereren naar de fascinatie die de regenboog
bij iedereen opwekt. De voorkennis wordt ook beschreven, namelijk door
aan te halen dat iedereen wel weet hoe de boog in het algemeen ontstaat.
Tevens wordt er aangehaald dat in de kern van de tekst een aantal vragen
over de regenboog worden uitgewerkt die de mensen zich vaak stellen
(=preview). Het enige dat in de inleiding ontbreekt zijn de leerdoelen,
namelijk wat de lezer zeker te weten zal komen na het lezen van de tekst.
De kern van de tekst bestaat enkel uit vragen en antwoorden. Dit is op
het eerste zicht wel goed, maar het zijn teveel vragen die niet
gegroepeerd zijn. Deze vragen zouden beter herleid worden tot enkele
hoofdvragen die dan onderverdeeld worden in subvragen. Er worden ook
zo goed als geen voorbeelden gegeven. Dit komt doordat er telkens
antwoorden op een specifieke vraag worden gegeven, waardoor de
noodzaak naar een voorbeeld niet altijd vereist is.
Er is helemaal geen afsluiting voorzien in de tekst. Dit is echter heel
belangrijk. Op het einde van een tekst zou er telkens een samenvatting
moeten worden gegeven.
Variatie en authenticiteit
Deze tekst kan je beschouwen als een gewone vragenlijst met
antwoorden, en de tekst als een aanvulling zien op de gewone schoolse
leestekst.
Lay-out
De lay-out is duidelijk, omdat er gewerkt wordt met vraag en antwoord.
De illustraties hebben allemaal een bijschrift. Maar ze verduidelijken
volgens mij niet altijd wat er weergegeven wordt. Bijvoorbeeld bij de
vraag waarom een regenboog rond is, staat een illustratie die dit niet echt
weergeeft en waarbij vermeld staat dat een regenboog niet van een bui
afkomstig hoeft te zijn. Er zijn volgens mij ook te weinig illustraties, want
een illustratie verduidelijkt dikwijls veel meer dan een tekst.
Soorten teksten
Hier wordt slechts met één soort tekst gewerkt, en hier hoeft ook geen
andere tekstsoort aan toegevoegd te worden.
Relaties tussen zinnen
In deze tekst wordt voldoende gebruik gemaakt van signaalwoorden,
omdat het een verklarende tekst is. Er worden verbanden gelegd tussen
de verschillende zinnen.
Woorden
Deze tekst bevat ontzettend veel nieuwe woorden die niet altijd verklaard
worden. De meeste termen worden wel uitgelegd of er wordt een
synoniem voor gegeven, zoals dispersie wat lichtbreking betekent, of
divergeren wat uit elkaar gaan betekent. Maar er worden toch nog heel
wat termen gebruikt die niet uitgelegd worden, zoals tegenzonnepunt of
Rayleighverstrooiing of circumzenitale boog. Hierdoor is de tekst redelijk
ingewikkeld. Bepaalde termen worden gelukkig wel herhaald, namelijk er
wordt regelmatig gesproken over lichtbreking. De tekst bevat eveneens
samengestelde woorden, zoals strooilicht, reflectiebogen,
interferentiebogen, tegenschemeringsstralen. Hierdoor bekom je meestal
wel ingewikkelde woorden, maar deze worden wel uitgelegd in de tekst.
Andere indicatoren voor de moeilijkheidsgraad van een tekst
De tekst bevat bijzinnen, waardoor je soms zeer lange zinslengtes
bekomt. Soms wordt zelfs tegenwoordige en verleden tijd door elkaar
gebruikt en ook verkeerde vervoegingen van werkwoorden.
Stap 1, fase 2: Verwerking van de tekst op minstens drie
vlakken
Ik heb alle wijzigingen in oranje aangebracht.
Inleiding:
Vermits de inleiding vrij goed was, heb ik slechts enkele wijzigingen
aangebracht.
Op taalgebied heb ik een zinsconstructie verbeterd.
Op gebied van structuur heb ik een aanvulling gedaan om het leerdoel te
formuleren.
De regenboog is een van de meest bekende optische verschijnselen die met het weer te
maken hebben. Haast iedereen heeft van jongs af aan de regenboog bewonderd om zijn
prachtige kleuren. De regenboogkleuren kunnen zo puur en helder zijn dat geen enkele
foto dit verschijnsel echt goed kan vastleggen.
In tegenstelling tot wat velen denken, zelfs wetenschappers, is de regenboog helemaal
niet zo volledig begrepen, hoewel er verscheidene boeken en vele wetenschappelijke
artikelen over geschreven zijn. We weten over het algemeen hoe de boog ontstaat in het
algemeen, maar er bestaan veel waarnemingen en zelfs foto's van regenboogeffecten die
niet goed of helemaal niet te verklaren zijn.
Aan de hand van de meeste gestelde vragen, proberen we dit optisch verschijnsel te
verklaren. Na het lezen ervan zal u een veel duidelijker beeld krijgen van dit fantastisch
natuurfenomeen. Hieronder staat een aantal vragen die mensen vaak hebben over de
regenboog, met verklaringen.
Kern:
In dit deel heb ik heel wat wijzigingen aangebracht.
Op het gebied van structuur heb ik de vragen herleid tot drie hoofdvragen
met daaronder de hierop betrekking hebbende subvragen.
Op het gebied van lay-out heb ik een illustratie verplaatst naar de juiste
vraag en heb ik tevens een illustratie toegevoegd die het ontstaan van de
kleuren verklaart. De volgorde van een aantal vragen heb ik ook van
plaats veranderd.
Op het gebied van taal heb ik alles in de tegenwoordige tijd geplaatst, heb
ik enkele termen verklaard en tangconstructies herschreven. Lange
zinslengtes zijn eveneens verklaard.
1. Wat veroorzaakt de regenboog?
De regenboog ontstaat door licht van de zon (of de door de zon beschenen maan) dat
die op vallende regendruppels schijnt. Deze druppels zijn vrij rond, zeker de kleinere
druppels. Een lichtstraal die zo'n druppel tegenkomt, wordt de eerste keer eerst
gebroken wanneer de straal de druppel binnenkomt. Bij deze lichtbreking wordt het
witte licht, dat uit alle kleuren van - inderdaad - de regenboog bestaat, gesplitst in
alle kleuren. Al deze kleuren gaan iets verschillende richtingen uit binnen de druppel.
Het licht spiegelt vervolgens aan de binnenkant en achterkant van de druppel, en
gaat vervolgens de druppel weer uit. Bij het spiegelen treedt geen breking (splitsing
van kleuren) op, maar wel weer bij de tweede breking wanneer het licht de druppel
weer uit gaat. Dit licht gaat ongeveer in tegenovergestelde richting de druppel uit als
de richting waarin het binnenkwam binnenkomt. Omdat elke kleur van het licht nu
een iets andere richting heeft, zie je een gekleurde band in de lucht.
Er is was zonneschijn en regen
maar geen regenboog?
De regenboog ontstaat door zonlicht dat
op regendruppels valt. Als het regentde
maar de zon is was niet sterk genoeg (half
achter een wolkenrand) is de regenboog
zeer zwak of niet te zien. Ook als de
regenval zeer licht of te plaatselijk is, zie
je de boog niet. De meest voor de hand
liggende reden dat je de regenboog niet
ziet is dat de zon gewoon te hoog aan de
hemel staat. De boog heeft een straal van
ongeveer 42o rond het tegenzonnepunt
(dit is het spiegelbeeld van de zon), wat
betekent dat als de zon hoog staat, de
boog diep onder de horizon ligt.
De regenboog ontstaat in
waterdruppels, die niet zozeer van
een bui afkomstig hoeven te zijn. Je
kunt soms ook regenbogen zien in
landbouwsproeiers, fonteinen en in
de watermist bij watervallen (zie
foto).
Ik zie zag een heldere regenboog recht boven me, maar het
regentde niet?
Dat is was niet de regenboog, maar een halo, waarschijnlijkde circumzenitale
boog (dit is één van de mooiste halo's. Deze boog is in ons land vrij algemeen, en
is te verwachten bij laagstaande zon wanneer de twee bijzonnen te zien
zijn).Halo's zijn gekleurde of ongekleurde bogen die ontstaan door lichtbreking en
reflectie in ijskristallen, vaak hoog in de atmosfeer.
Ik zie zag twee regenbogen die elkaar kruisten?
Je hebt wellicht de zeldzame reflectiebogen gezien. Dit zijn regenbogen die
ontstaan door een spiegeling van de zon door een groot wateroppervlak, of ander
reflecterend oppervlak. Als het water zeer rustig is, is het gespiegelde zonnebeeld
bijna gelijk aan dat van de zon, en vrij helder. Dit geeft aanleiding tot een tweede
set regenbogen, die ten opzichte van de directe regenbogen gespiegeld zijn aan
de horizon. Je ziet hiervan meestal alleen het deel van de reflectiebogen aan de
horizon.
NB: reflectiebogen zijn NIET gereflecteerde regenbogen! Hierbij wordt het licht
van de regenboog zelf (niet de lichtbron) gespiegeld in een reflecterend oppervlak.
2. Waardoor ontstaan de kleuren in de regenboog?
De kleuren ontstaan door lichtbreking, of liever gezegd dispersie. Wit licht, dat uit alle
regenboogkleuren (spectraalkleuren) (spectrakleuren) bestaat, wordt bij overgang
van lucht naar water gesplitst in alle kleuren, waarbij alle kleuren iets andere
richtingen uit gaan. Deze kleuren gaan allerlei richtingen uit. Dit komt doordat voor
de verschillende kleuren de snelheid van het licht in het medium iets verschillend is
voor de verschillende kleuren iets verschillend is. Als het licht loodrecht binnenkomt
op het oppervlak van het medium (bijvoorbeeld water) binnenkomt, heeft breking
geen effect op de richting van de verschillende kleuren, maar wel als het licht onder
een hoek binnenkomt. Blauw licht wordt meer gebroken dan rood licht, wat betekent
dat de brekingshoek voor blauw licht iets groter is. Als je juist onder die hoek naar
het gebroken licht kijkt, zie je dus die bepaalde kleur.
Dit wordt verduidelijkt in onderstaande illustratie:
-1Brekingsindex
-2Breking per kleur
-3Lichtweg per kleur
-4Kleur waarin een druppel oplicht
Waarom lijkt het gebied binnen de regenboog lichter dan
erbuiten?
Dit is niet alleen schijn, maar is ook daadwerkelijk strooilicht. De regenboog is niet
alleen een ring van gekleurd licht, maar bestaat in feite uit belichte schijven van
alle kleuren, die elk een iets andere diameter hebben, en gecentreerd zijn rond
het tegenzonnepunt. Waar de schijven niet meer allemaal overlappen (aan de
randen), zie je gekleurd licht - de regenboog. Het strooilicht binnen de regenboog
is dus gewoon licht dat op dezelfde manier door de druppels gebroken en
gereflecteerd wordt als het licht dat de regenboog zelf veroorzaakt. Alleen zie je
binnen de regenboog nog steeds alle kleuren licht tegelijk terugkomen, en het
effect hiervan is dat dit licht dus toch ongekleurd is. Evenzo is het buiten de
bijregenboog, die iets buiten de hoofdregenboog staat, ook lichter dan tussen de
twee bogen in (zie vraag 3 voor meer uitleg over de bijregenboog). De donkere
band tussen de bogen heet de Band van Alexander.
Wat is een rode regenboog en hoe ontstaat deze?
Een rode regenboog is soms bij zonsondergang te zien. De boog kleurt rood
omdat de zon zeer laag staat en zelf rood is wegens Rayleighverstrooiing (dit is de
verstrooiing van licht door deeltjes die kleiner zijn dan de golflengte van het licht)
door de lange lichtweg door de atmosfeer. Hierdoor is er weinig blauw, groen en
geel licht meer te zien in de regenboog, en kleurt de boog rood.
Ik zie zag een witte wittige regenboog bij nacht?
Dit is was waarschijnlijk de regenboog van de maan. De door de zon beschenen
maan is ook een lichtbron, en kan ook regenbogen produceren. Het maanlicht is
echter zwakker dan dat van de zon, en bij zulke lage lichtniveaus zien wij geen
kleur. De regenboog lijkt dus witachtig wittig. Als je een tijdopname van de
regenboog zou maken, zou je gewoon de kleuren zien.
Ik zie zag een regenboog met verscheidene groene en paarse
kleurbanden erbinnenin?
Deze kleurbanden heten de interferentiebogen of overtallige bogen, en zijn een
direct bewijs dat licht een golfverschijnsel is. De interferentiebogen ontstaan
wanneer de regendruppels in de bui allemaal ongeveer even groot zijn. Als dit het
geval is, treedt constructieve interferentie van het licht op. De interferentie
ontstaat doordat het licht binnen een regendruppel iets verschillende wegen kan
afleggen en er toch ongeveer onder dezelfde hoek uitkomten. De verschillende
wegen hebben verschillende afstanden. Als twee verschillende weglengtes een
heel aantal golflengtes van een bepaalde kleur van elkaar verschillen, interfereert
het licht van beide lichtwegen constructief: er is dus versterking. Evenzo treedt
verzwakking op als de weglengtes niet een heel aantal golflengtes van elkaar
verschillen. Kleurherhalingen binnen de boog ontstaan omwille van twee redenen.
Ten eerste omdat de golflengtes van alle kleuren iets verschillend zijn. Ten tweede
omdat voor elke kleur het licht over iets verschillende hoeken interfereert.
Doordat de golflengtes van alle kleuren iets verschillend zijn, en voor elke kleur
het licht dus over iets verschillende hoeken interfereert, zie je kleurherhalingen
binnen de boog. Daarbij komt bij dat de verschillende lichtwegen niet alleen
verschillende uittreedhoeken hebben voor elke kleur, maar dat deze hoeken ook
variëren met de grootte van de regendruppel. Grotere regendruppels hebben
interferentiebogen die zeer dicht bij de hoofdregenboog liggen; bij kleinere
druppels zijn de interferentiebogen meer gespreid. Als niet alle druppels even
groot zijn, wordt het hele effect uitgewassen en zie je de interferentiebogen niet,
of hooguit de eerste-orde overtallige boog.
3. Welke vorm heeft de regenboog? Waarom is de
regenboog rond?
De regenboog heeft een ronde vorm omwille van door twee redenen. Ten eerste zijn
de regendruppels waardoor de boog ontstaat, allemaal min of meer rond. Vallende
regendruppels hebben niet de typische druppelvorm die we van stripverhalen e.d.
kennen, maar helemaal rond (wegens de oppervlaktespanning van het water).
Grotere druppels die meer luchtweerstand hebben bij het vallen, hebben een meer
afgeplatte vorm (lijkend op een ellipsoïde, maar onderaan meer afgeplat van
onderen). Ten tweede is de regenboog rond, omdat de boog ontstaat door
lichtbreking van zonlicht over een bepaalde hoek ten opzichte van de lijn zonwaarnemer. Omdat je je als waarnemer altijd op deze lijn bevindt, lijkt de boog altijd
rond te zijn, en is gecentreerd rond het tegenzonnepunt. Als de zon hoog staat, staat
het tegenzonnepunt diep onder de horizon, en zie je alleen het bovenste deel van de
boog, laag boven de horizon. Bij zonsondergang staat het tegenzonnepunt vlak onder
de horizon, en kun je een bijna halfronde boog hoog aan de hemel zien staan.
Waar is het einde van de regenboog?
De regenboog heeft geen einde. Sterker nog, de regenboog is ook niet
gelockaliseerd in plaats. Als het overal regentde, en maar de zon is was wel te
zien, zou de regenboog een complete kegelvorm hebben zijn met de punt (apex)
in je oog. De regenboog beweegt zich dus altijd met je mee. De snijlijn van deze
kegel met de grond kan ofwel een hyperbool, parabool, ellips, één lijn of twee
lijnen zijn. Het is daarom niet zo dat de boog ergens de horizon in twee punten
snijdt. De pot met goud begint dus in de meeste gevallen vlak voor je voeten en
strekt zich kilometers ver over het landschap uit, in de richtingen waarin de
regenboog het landschap lijkt te raken. Als het niet overal regent, is de snijlijn
onderbroken.
Ik zie zag twee regenbogen?
Er zijn talloze bogen mogelijk, allemaal met een
verschillende straal. Als je de tweede regenboog
net buiten de hoofdregenboog ziet zag, zie zag je
de tweede-orde regenboog (secundaire boog of
bijregenboog). Deze boog is algemeen, en vrijwel
altijd te zien als de hoofdregenboog ook te zien is.
De bijregenboog heeft een straal van 51o rond het
tegenzonnepunt, en de kleuren hebben
omgekeerde volgorde van die van de
hoofdregenboog. Dit komt doordat de
bijregenboog ontstaat door een tweede interne
reflectie van licht in de regendruppels. Dit spiegelt
de kleurband, en maakt de boog ook zwakker,
doordat een deel van het gereflecteerde licht de
druppel eerder uitgaat, in een richting die je niet
ziet.
Ik zie zag een rechte regenboog (niet
rond)?
De bijregenboog
bevindt zich juist
buiten de
hoofdregenboog en
heeft de kleurbanden
in omgekeerde
volgorde.
Je ziet zag waarschijnlijk een kort stukje van de
regenboog, bij laagstaande zon. Als de regen op
enige afstand is was, zie zag je alleen in dat
kleine gebied een kort stukje regenboog, dat recht lijkt. Ook als de zon hoog staat
en de bovenkant van de regenboog ligt net bovenop de horizon, kan het stukje
boog redelijk recht lijken.
Wat zijn de spaken die soms in de regenboog ontstaan?
Dit zijn tegenzonnestralen, wat gewoon zonnestralen zijn die je ziet als de zon
achter de waarnemer staat van achteren ziet (je ziet zonnestralen meestal uit
elkaar gaan, of divergeren, vanaf de zon). Omdat deze zonnestralen zich
tegenover de zon bevinden, en lijken samen te komen (convergeren) op het
tegenzonnepunt, heten deze stralen tegenzonnestralen. Tegenschemeringstralen
ontstaan als de zonnestralen ze op een het purperrode zonsondergang
geprojecteerd worden. na heten ze tegenschemeringsstralen (een hele mond
vol!)). Het gebied binnen de hoofdregenboog is een gebied met sterke
verstrooiing van licht. dus De tegenzonnestralen zijn daarom geregeld te zien
binnen de regenboog. In sommige gevallen is het een adembenemend gezicht.
Afsluiting:
Dit deel ontbrak in de tekst en heb ik zelf toegevoegd.
Uit bovenstaande vragen en antwoorden kunnen we concluderen dat de regenboog
wel degelijk een fantastisch natuurverschijnsel is. De regenboog ontstaat door het
zonlicht dat op water (vallende regendruppels) schijnt. De kleuren worden
veroorzaakt door lichtbreking, wit licht wordt namelijk bij overgang van lucht naar
water gesplitst in allerlei kleuren die allemaal een andere richting uitgaan. De reden
waarom een regenboog rond is, ligt aan het feit dat de boog veroorzaakt wordt door
lichtbreking van zonlicht over een bepaalde hoek t.o.v. de denkbeeldige lijn zonwaarnemer.
Alhoewel we het bestaan van de regenboog kunnen verklaren, zal het voor ieder van
ons een fascinerend schouwspel blijven.
Zie hieronder de volledig aangepaste tekst.
Vaak gestelde vragen over de regenboog
De regenboog is een van de meest bekende optische verschijnselen die met het weer te
maken hebben. Haast iedereen heeft van jongs af aan de regenboog bewonderd om zijn
prachtige kleuren. De regenboogkleuren kunnen zo puur en helder zijn dat geen enkele
foto dit verschijnsel echt goed kan vastleggen.
In tegenstelling tot wat velen denken, zelfs wetenschappers, is de regenboog helemaal
niet zo volledig begrepen, hoewel er verscheidene boeken en vele wetenschappelijke
artikelen over geschreven zijn. We weten over het algemeen hoe de boog ontstaat, maar
er bestaan veel waarnemingen en zelfs foto's van regenboogeffecten die niet goed of
helemaal niet te verklaren zijn.
Aan de hand van de meeste gestelde vragen, proberen we dit optisch verschijnsel te
verklaren. Na het lezen ervan zal u een veel duidelijker beeld krijgen van dit fantastisch
natuurfenomeen.
1. Wat veroorzaakt de regenboog?
De regenboog ontstaat door licht van de zon (of de door de zon beschenen maan) die
op vallende regendruppels schijnt. Deze druppels zijn vrij rond, zeker de kleinere
druppels. Een lichtstraal die zo'n druppel tegenkomt, wordt de eerste keer gebroken
wanneer de straal de druppel binnenkomt. Bij deze lichtbreking wordt het witte licht,
dat uit alle kleuren van - inderdaad - de regenboog bestaat, gesplitst in alle kleuren.
Al deze kleuren gaan verschillende richtingen uit binnen de druppel. Het licht spiegelt
vervolgens aan de binnenkant en achterkant van de druppel, en gaat vervolgens de
druppel weer uit. Bij het spiegelen treedt geen breking (splitsing van kleuren) op,
maar wel bij de tweede breking wanneer het licht de druppel weer uit gaat. Dit licht
gaat ongeveer in tegenovergestelde richting de druppel uit als de richting waarin het
binnenkomt. Omdat elke kleur van het licht nu een iets andere richting heeft, zie je
een gekleurde band in de lucht.
Er is zonneschijn en regen
maar geen regenboog
De regenboog ontstaat door zonlicht dat
op regendruppels valt. Als het regent
maar de zon is niet sterk genoeg (half
achter een wolkenrand) is de regenboog
zeer zwak of niet te zien. Ook als de
regenval zeer licht of te plaatselijk is, zie
je de boog niet. De meest voor de hand
liggende reden dat je de regenboog niet
ziet is dat de zon gewoon te hoog aan de
hemel staat. De boog heeft een straal van
ongeveer 42o rond het tegenzonnepunt
(dit is het spiegelbeeld van de zon), wat
betekent dat als de zon hoog staat, de
boog diep onder de horizon ligt.
De regenboog ontstaat in
waterdruppels, die niet zozeer van
een bui afkomstig hoeven te zijn. Je
kunt soms ook regenbogen zien in
landbouwsproeiers, fonteinen en in
de watermist bij watervallen (zie
foto).
Ik zie een heldere regenboog recht boven me, maar het
regent niet
Dat is niet de regenboog, maar een halo, waarschijnlijk de circumzenitale boog
(dit is één van de mooiste halo's). Deze boog is in ons land vrij algemeen, en is te
verwachten bij laagstaande zon wanneer de twee bijzonnen te zien zijn). Halo's
zijn gekleurde of ongekleurde bogen die ontstaan door lichtbreking en reflectie in
ijskristallen, vaak hoog in de atmosfeer.
Ik zie twee regenbogen die elkaar kruisen
Je hebt wellicht de zeldzame reflectiebogen gezien. Dit zijn regenbogen die
ontstaan door een spiegeling van de zon door een groot wateroppervlak, of ander
reflecterend oppervlak. Als het water zeer rustig is, is het gespiegelde zonnebeeld
bijna gelijk aan dat van de zon, en vrij helder. Dit geeft aanleiding tot een tweede
set regenbogen, die ten opzichte van de directe regenbogen gespiegeld zijn aan
de horizon. Je ziet hiervan meestal alleen het deel van de reflectiebogen aan de
horizon.
NB: reflectiebogen zijn NIET gereflecteerde regenbogen! Hierbij wordt het licht
van de regenboog zelf (niet de lichtbron) gespiegeld in een reflecterend oppervlak.
2. Waardoor ontstaan de kleuren in de regenboog?
De kleuren ontstaan door lichtbreking, of liever gezegd dispersie. Wit licht, dat uit alle
regenboogkleuren (spectrakleuren) bestaat, wordt bij overgang van lucht naar water
gesplitst in alle kleuren. Deze kleuren gaan allerlei richtingen uit. Dit komt doordat de
snelheid van het licht in het medium iets verschillend is voor de verschillende kleuren.
Als het licht loodrecht binnenkomt op het oppervlak van het medium (bijvoorbeeld
water), heeft breking geen effect op de richting van de verschillende kleuren, maar
wel als het licht onder een hoek binnenkomt. Blauw licht wordt meer gebroken dan
rood licht, wat betekent dat de brekingshoek voor blauw licht iets groter is. Als je
juist onder die hoek naar het gebroken licht kijkt, zie je dus die bepaalde kleur.
Dit wordt verduidelijkt in onderstaande illustratie:
Waarom lijkt het gebied binnen de regenboog lichter dan
erbuiten?
Dit is niet alleen schijn, maar is ook daadwerkelijk strooilicht. De regenboog is niet
alleen een ring van gekleurd licht, maar bestaat in feite uit belichte schijven van
alle kleuren, die elk een iets andere diameter hebben, en gecentreerd zijn rond
het tegenzonnepunt. Waar de schijven niet meer allemaal overlappen (aan de
randen), zie je gekleurd licht - de regenboog. Het strooilicht binnen de regenboog
is dus gewoon licht dat op dezelfde manier door de druppels gebroken en
gereflecteerd wordt als het licht dat de regenboog zelf veroorzaakt. Alleen zie je
binnen de regenboog nog steeds alle kleuren licht tegelijk terugkomen, en het
effect hiervan is dat dit licht dus toch ongekleurd is. Evenzo is het buiten de
bijregenboog, die iets buiten de hoofdregenboog staat, ook lichter dan tussen de
twee bogen in (zie vraag 3 voor meer uitleg over de bijregenboog). De donkere
band tussen de bogen heet de Band van Alexander.
Wat is een rode regenboog en hoe ontstaat deze?
Een rode regenboog is soms bij zonsondergang te zien. De boog kleurt rood,
omdat de zon zeer laag staat en zelf rood is wegens Rayleighverstrooiing (dit is de
verstrooiing van licht door deeltjes die kleiner zijn dan de golflengte van het licht)
door de lange lichtweg door de atmosfeer. Hierdoor is er weinig blauw, groen en
geel licht te zien in de regenboog, en kleurt de boog rood.
Ik zie een witte regenboog bij nacht
Dit is waarschijnlijk de regenboog van de maan. De door de zon beschenen maan
is ook een lichtbron, en kan ook regenbogen produceren. Het maanlicht is echter
zwakker dan dat van de zon, en bij zulke lage lichtniveaus zien wij geen kleur. De
regenboog lijkt dus witachtig. Als je een tijdopname van de regenboog zou
maken, zou je gewoon de kleuren zien.
Ik zie een regenboog met verscheidene groene en paarse
kleurbanden erbinnen
Deze kleurbanden heten de interferentiebogen of overtallige bogen, en zijn een
direct bewijs dat licht een golfverschijnsel is. De interferentiebogen ontstaan
wanneer de regendruppels in de bui allemaal ongeveer even groot zijn. Als dit het
geval is, treedt constructieve interferentie van het licht op. De interferentie
ontstaat doordat het licht binnen een regendruppel verschillende wegen kan
afleggen en er toch ongeveer onder dezelfde hoek uitkomt. De verschillende
wegen hebben verschillende afstanden. Als twee verschillende weglengtes een
heel aantal golflengtes van elkaar verschillen, interfereert het licht van beide
lichtwegen constructief: er is dus versterking. Evenzo treedt verzwakking op als
de weglengtes niet een heel aantal golflengtes van elkaar verschillen.
Kleurherhalingen binnen de boog ontstaan omwille van twee redenen. Ten eerste
omdat de golflengtes van alle kleuren iets verschillend zijn. Ten tweede omdat
voor elke kleur het licht over iets verschillende hoeken interfereert. Daarbij komt
dat de verschillende lichtwegen niet alleen verschillende uittreedhoeken hebben
voor elke kleur, maar dat deze hoeken ook variëren met de grootte van de
regendruppel. Grotere regendruppels hebben interferentiebogen die zeer dicht bij
de hoofdregenboog liggen; bij kleinere druppels zijn de interferentiebogen meer
gespreid. Als niet alle druppels even groot zijn, wordt het hele effect uitgewassen
en zie je de interferentiebogen niet, of hooguit de eerste-orde overtallige boog.
3. Welke vorm heeft de regenboog?
De regenboog heeft een ronde vorm omwille van twee redenen. Ten eerste zijn de
regendruppels waardoor de boog ontstaat, allemaal min of meer rond. Vallende
regendruppels hebben niet de typische druppelvorm die we van stripverhalen e.d.
kennen, maar helemaal rond (wegens de oppervlaktespanning van het water).
Grotere druppels die meer luchtweerstand hebben bij het vallen, hebben een meer
afgeplatte vorm (lijkend op een ellipsoïde, maar onderaan meer afgeplat). Ten
tweede is de regenboog rond, omdat de boog ontstaat door lichtbreking van zonlicht
over een bepaalde hoek ten opzichte van de lijn zon-waarnemer. Omdat je je als
waarnemer altijd op deze lijn bevindt, lijkt de boog altijd rond te zijn, en is
gecentreerd rond het tegenzonnepunt. Als de zon hoog staat, staat het
tegenzonnepunt diep onder de horizon, en zie je alleen het bovenste deel van de
boog, laag boven de horizon. Bij zonsondergang staat het tegenzonnepunt vlak onder
de horizon, en kun je een bijna halfronde boog hoog aan de hemel zien staan.
Waar is het einde van de regenboog?
De regenboog heeft geen einde. Sterker nog, de regenboog is ook niet
gelokaliseerd in plaats. Als het overal regent, en de zon is wel te zien, zou de
regenboog een complete kegelvorm hebben met de punt (apex) in je oog. De
regenboog beweegt zich dus altijd met je mee. De snijlijn van deze kegel met de
grond kan ofwel een hyperbool, parabool, ellips, één lijn of twee lijnen zijn. Het is
daarom niet zo dat de boog ergens de horizon in twee punten snijdt. De pot met
goud begint dus in de meeste gevallen vlak voor je voeten en strekt zich
kilometers ver over het landschap uit, in de richtingen waarin de regenboog het
landschap lijkt te raken. Als het niet overal
regent, is de snijlijn onderbroken.
Ik zie twee regenbogen
Er zijn talloze bogen mogelijk, allemaal met een
verschillende straal. Als je de tweede regenboog
net buiten de hoofdregenboog ziet, zie je de
tweede-orde regenboog (secundaire boog of
bijregenboog). Deze boog is algemeen, en vrijwel
altijd te zien als de hoofdregenboog ook te zien is.
De bijregenboog heeft een straal van 51o rond het
tegenzonnepunt, en de kleuren hebben de
omgekeerde volgorde van die van de
hoofdregenboog. Dit komt doordat de
bijregenboog ontstaat door een tweede interne
reflectie van licht in de regendruppels. Dit spiegelt
de kleurband, en maakt de boog ook zwakker,
doordat een deel van het gereflecteerde licht de
druppel eerder uitgaat, in een richting die je niet
ziet.
De bijregenboog
bevindt zich juist
buiten de
hoofdregenboog en
heeft de kleurbanden
in omgekeerde
volgorde.
Ik zie een rechte regenboog (niet rond)
Je ziet waarschijnlijk een kort stukje van de regenboog, bij laagstaande zon. Als
de regen op enige afstand is, zie je alleen in dat kleine gebied een kort stukje
regenboog, dat recht lijkt. Ook als de zon hoog staat en de bovenkant van de
regenboog ligt net boven de horizon, kan het stukje boog redelijk recht lijken.
Wat zijn de spaken die soms in de regenboog ontstaan?
Dit zijn tegenzonnestralen, wat gewoon zonnestralen zijn die je ziet als de zon
achter de waarnemer staat (je ziet zonnestralen meestal uit elkaar gaan, of
divergeren, vanaf de zon). Omdat deze zonnestralen zich tegenover de zon
bevinden, en lijken samen te komen op het tegenzonnepunt, heten deze stralen
tegenzonnestralen. Tegenschemeringstralen ontstaan als de zonnestralen op een
purperrode zonsondergang geprojecteerd worden. Het gebied binnen de
hoofdregenboog is een gebied met sterke verstrooiing van licht. De
tegenzonnestralen zijn daarom geregeld te zien binnen de regenboog. In sommige
gevallen is het een adembenemend zicht.
Uit bovenstaande vragen en antwoorden kunnen we concluderen dat de regenboog wel
degelijk een fantastisch natuurverschijnsel is. De regenboog ontstaat door het zonlicht
dat op water (vallende regendruppels) schijnt. De kleuren worden veroorzaakt door
lichtbreking, wit licht wordt namelijk bij overgang van lucht naar water gesplitst in allerlei
kleuren die allemaal een andere richting uitgaan. De reden waarom een regenboog rond
is, ligt aan het feit dat de boog veroorzaakt wordt door lichtbreking van zonlicht over een
bepaalde hoek t.o.v. de denkbeeldige lijn zon-waarnemer.
Alhoewel we het bestaan van de regenboog kunnen verklaren, zal het voor ieder van ons
een fascinerend schouwspel blijven.