Aufgabe 1: Regenbogen

Ein Regenbogen ist eine Lichterscheinung, die in der Atmosphäre bei Sonnenschein und Regen entsteht. Der Kreisbogen am Himmel leuchtet dann in allen Farben des Spektrums. Bei guten Lichtverhältnissen lassen sich sogar zwei Regenbögen erkennen, den helleren Hauptregenbogen und den etwas blasseren Nebenregenbogen.

a) Benenne die Farben des Hauptregenbogens in der richtigen Reihenfolge von außen nach innen.
b) Der Regenbogen entsteht, wenn eine Regenwand von der Sonne hinter einem Beobachter bescheint wird. In den einzelnen Regentropfen verändern die Sonnenstrahlen dabei durch Brechung, Dispersion und Totalreflexion die Ausbreitungsrichtung. Der Hauptregenbogen erscheint dabei in einem Winkel von etwa 42° zu den einfallenden Lichtstrahlen, der Nebenregenbogen in einem Winkel von circa 51°. Welche der folgenden fünf Abbildung beschreibt am besten den Strahlengang in einem Regentropfen beim Hauptregenbogen? Welche den Strahlengang beim Nebenregenbogen?
Regenbogen1
c) Begründe, warum die Farbreihenfolgen beim Nebenregenbogen und beim Hauptregenbogen unterschiedlich sind!
d) Die Abbildung unten zeigt vereinfacht und nicht maßstäblich die Entstehung eines Hauptregenbogens. Dabei trifft paralleles weißes Sonnenlicht über drei übereinanderliegende Regentropfen nach Farben zerlegt in das Auge des Beobachters. Skizziere den "Brechungsvorgang" in die drei Regentropfen. Dabei erscheint das Licht aus dem obersten Tropfen Rot, aus dem mittleren Tropfen Grün und aus dem untersten Tropfen Blau.
Regenbogen2