Groen & duurzaamheidNatuur

Zo ontstaat een (vier)dubbele regenboog

Tijdens wisselvallige dagen is de kans groot dat je in Nederland een regenboog ziet. Of een dubbele. Of zelfs een vierdubbele. Hoe ontstaat zo’n dubbele boog? En waarom kun je midden op de dag geen regenboog zien?

beeld Unsplash

Als je via Google op afbeeldingen van een regendruppel zoekt, krijg je hoofdzakelijk traanvormige figuren te zien, met een bolling aan de onderkant. In werkelijkheid heeft een vallende regendruppel echter een afgeplatte bolvorm. Druppels kleiner dan 1 millimeter zijn bijna perfect rond door de oppervlaktespanning van water. Middelgrote druppels van 2 tot 3 millimeter worden tijdens hun val iets afgeplat aan de onderkant door de luchtweerstand. Grotere druppels worden nog verder afgeplat en kunnen zelfs een parachutevorm aannemen voordat ze in kleinere druppels uiteenvallen.

Als het zonlicht op een bolvormige regendruppel valt, zal de witte lichtstraal in de druppel uiteenvallen in de kleuren rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet. De achterkant van de druppel functioneert als een spiegel en zal deze kleuren dus weer richting de voorkant sturen, waar deze nogmaals gebroken worden en als een prachtige kleurenwaaier in de ogen van mensen arriveren. Om die reden zul je alleen een regenboog zien als de zon op je rug schijnt en de regenbui voor je zit.

Het effect van brekende of weerkaatsende lichtstralen is ook te zien als je aan de waterkant staat en een stok in het water steekt. Kijk je van boven naar het water, dan lijkt de stok op de scheiding van water en lucht te zijn geknikt – dit noemen natuurkundigen refractie. Kijk je van de zijkant naar hetzelfde water, dan blijkt het oppervlak ineens te spiegelen – dit heet reflectie.

Deze effecten treden alleen op als de zon lager dan 42 graden staat (bij 90 graden staat hij loodrecht boven je). Om die reden is een regenboog in de zomer alleen ’s ochtends of ’s avonds te zien. Op de langste dag is hij overdag tussen halfelf en halfvijf daarom nooit te zien. Op de evenaar is de kans om een regenboog te zien daarom nog veel kleiner.

Veelzeggend is dat de regenboogvlag maar zes kleuren heeft: het getal van de mens

Soms zijn er meerdere regenbogen tegelijk te zien. We kennen natuurlijk de dubbele boog. Die ontstaat als er veel grote druppels in de lucht zijn, de zon laag staat en de lucht donker is. De kleuren van de buitenste boog staan in omgekeerde volgorde, omdat de lichtstraal twee keer achter in de regendruppel weerkaatst. Het licht ontsnapt daardoor op een andere plek uit de druppel en daarom zien we deze boog zo’n 11 graden hoger aan de hemel staan. De lucht tussen de twee bogen is aanzienlijk donkerder dan erbuiten, omdat het licht naar buiten toe wordt weerkaatst.

Helemaal bijzonder wordt het als de regenboog boven een wateroppervlak staat. Door de spiegeling van het licht in het wateroppervlak kan een tweede regenboog ontstaan. Gaat het om dubbele bogen, dan zijn er dus in totaal vier bogen te zien.

Helaas staat de regenboog tegenwoordig vaak in een ander licht. Het fenomeen is voor menigeen niet meer het teken van Gods verbondstrouw, maar een symbool van de ontrouw van mensen. Veelzeggend is dat de regenboogvlag maar zes kleuren heeft: het getal van de mens. De regenboog die de Schepper maakte, bestaat toch echt uit zeven kleuren: het getal van Gods volheid.

Zacharias Klaasse is docent wiskunde. Behalve van cijfers houdt hij van de natuur. Daarom schrijft hij maandelijks over de schepping.