De regenboog

Het natuurlijk (zon)licht waarin de Aarde baadt, noemen we wit licht.  Zonder verdere toelichting zeggen we ook dat licht afkomstig van gebruikelijke lampen wit is.

Dit witte licht splitst zich op wanneer het zich door een glazen prisma voortplant.   Inderdaad, telkens wanneer het licht van een medium (bvb. lucht) naar een andere medium (bvb. glas) overgaat, verandert het licht van richting: we spreken van lichtbreking. Nu is deze lichtbreking (of ook: de mate van richtingsverandering) verschillend naargelang de kleur van het licht. Deze spreiding van kleuren door een glazen prisma is voorts versterkt door twee opeenvolgende lichtbrekingen: één bij het binnentreden en één bij het uittreden van het prisma.

Prisma om licht op te splitsen.

Wit licht is de gelijktijdige samenstelling van alle kleuren bijeen. Men spreekt soms van 7 kleuren (“ROGGBIV”) maar het aantal kleuren is eigenlijk oneindig en alle schakeringen zijn mogelijk.

De regenboog zoals we die soms in de natuur waarnemen, ontstaat rond hetzelfde verschijnsel van lichtbreking. De waterdruppels in de regen of in de mist spelen hierbij de rol van het prisma. De regenboog ontstaat wanneer de zon en de regen samen tegelijk voorkomen. De regenboog – die soms dubbel kan zijn – verschijnt tegenover de zon op een bewolkte achtergrond.

Schema van de opsplitsing van het licht doorheen regendruppels.

De regenboog is een ingewikkeld verschijnsel en toch kunnen we makkelijk inzien dat bepaalde zonnestralen twee lichtbrekingen en één terugkaatsing ondergaan wanneer ze de waterdruppels ontmoeten.  De twee lichtbrekingen scheiden de kleuren terwijl de terugkaatsing de lichtstralen bij een waarnemer brengt die met de rug naar de zon gekeerd staat.  Bij een kijkhoek  van ongeveer 42° ten opzichte van de zonnestralen is er een concentratie van gekleurde stralen afkomstig van talrijke waterdruppels. Die zone in de lucht wordt daardoor zeer helder en regenboogkleurig.

De opvatting van de regenboog als atmosferisch verschijnsel – vooral ’s morgens of in de namiddag met samenloop van zon én regen – is dikwijls uitvergroot door zijn mystieke betekenis: de regenboog als verbindingssymbool met God. Het belang van de regenboog in de ontwikkeling van de fysica doorheen de geschiedenis is ongetwijfeld op maat van de pracht van het fenomeen.

We kunnen uiteraard ook omgekeerd wit licht opnieuw samenstellen vanuit verschillende kleuren.  Dit is wat de schijf van Newton doet. De schijf is opgedeeld in sectoren met verschillende kleuren en draait rond met grote snelheid. De snelle rotatie doet alle aanwezige kleuren mengen op dezelfde plaats en we nemen een witte kleur waar !