Menning

Regnbogar: Regndropar spegla geisla sólarinnar

Regnbogar eru meðal glæsilegstu ljósfyrirbrigða náttúrunnar. Þessir vel þekktu litabogar verða til í samspili sólarljóss og vatnsdropa í regni, sem fellur samtímis því að sólin skín. Nú er þetta fyrirbrigði vel þekkt og vísindalega útskýrt, en hefur lengi verið efniviður í goðsagnir, þjóðsögur og hjátrú, jafnframt því lærðir menn hafa velt vöngum yfir því í mörg þúsund ár.

BIRT: 12/11/2023

Í norrænni goðafræði myndar regnboginn brúna Bifröst sem liggur milli Ásgarðs, bústaðar guðanna, og Miðgarðs, bústaðar manna. Guðinn Heimdallur gætir brúarinnar. Samsvarandi skýringar má finna í öðrum trúarbrögðum og samkvæmt gamla testamentinu er regnboginn staðfesting Guðs almáttugs á því að syndaflóðið sé afstaðið.

 

Það voru forn-grísku heimspekingarnir sem byrjuðu að þreifa sig út fyrir skýringar goðsagnanna og leita náttúrulegri skýringa.

 

Fullkominn spegilmynd sólar

Aristoteles (384-322 f.Kr.) taldi regnbogann vera ófullkomna spegilmynd af sólinni sem speglaðist í ójöfnu yfirborði skýja – samsett úr miklu fjölda lítilla dropa og á hálfkúlu, sem hann kallaði hina „veðurfræðilegu hálfkúlu“.

 

Aristóteles áleit sólina sjálfa einnig hafa aðsetur á hinni veðurfræðilegu hálfkúlu. Ljósgeislarnir spegluðust þar og mynduðu regnbogann. Og þessi hugmynd er reyndar ekki svo fjarri hinu rétta að því fráteknu að honum var ekki ljóst hvernig regndroparnir virkuðu í samhenginu, en að auki töldu menn á þeim tíma að sjónhrifin yrðu til vegna ljósgeisla sem bærust frá augunum.

 

Leifar af þeim skilningi má kannski lesa út úr því orðalagi að beina augnaráði sínu að einhverju.

 

Skýring Aristótelesar stóð óhögguð fram yfir aldamótin 1300, en þá uppgötvaði Theodoricus munkur af reglu dóminíkana (um 1250-1310) samhengið milli regnbogans og lögunar regndropanna þegar hann gerði tilraunir með kúlulaga flöskur, fylltar af vatni.

 

Hann komst að því að regnbogi myndast einfaldlega þegar ljósið brotnar og speglast í regndropunum og berst svo auganu frá örlítið mismunandi sjónarhornum.

 

Hin raunverulega skýring

Uppgötvunin gleymdist þó aftur og það var ekki fyrr en Frakkinn René Descartes (1596-1650), sem án efa hafði aðgang að verkum Theodoricusar, gerði sömu tilraun, sem skilningur á regnboganum birtist opinberlega árið 1637.

 

Þessi útskýring var nógu fullkomin til þess að í megindráttum telst hún góð og gild enn í dag.

 

Þannig náðist árangur af mörg þúsund ára leit manna að skýringunni. Engu að síður kusu sumir náttúruheimspekingar betur við skýringu Aristótelesar fram á síðari hluta 17. aldar.

Fjórar gerðir regnboga

Algengast er að sjá regnboga þegar sól skín milli skúraskýja, en reyndar getur regnbogi myndast alls staðar þar sem vatnsdropar og ljós koma saman. Regnbogarnir geta verið mismunandi allt eftir stærð dropanna og staðsetningu áhorfandans, en grundvallaratriðin eru alltaf þau sömu.

Þegar sólsetur nálgast rís regnboginn hátt upp á himininn. Sé sólin hátt á himni rís regnboginn miklu lægra.

Litir regnbogans

Rautt er yst, svo rauðgult, gult, blátt, dökkblátt og innst er fjólublár litur. Þessa liti má greina í regnboga og þeir eru alltaf í sömu röð, nema þegar tvöfaldur regnbogi sést, en þá er röðin öfug í þeim ytri.

 

Árið 1669 skýrði eðlisfræðingurinn Isaac Newton (1644-1727) hvernig hvítt sólarljós myndar þessa liti. Hann lýsti gegnum glerstrending þar sem ljósið brotnaði upp í litróf sitt. Í hvítu ljósi eru sem sagt allir litirnir og hægt er að brjóta það upp eins og þegar því er beint gegnum glerstrending og það greinist þá eins og í regnboganum. Fjólubláa ljósið sveigist mest en það rauða minnst.

 

Tvöfaldur regnbogi

Stöku sinnum má greina daufan regnboga utan á aðalregnboganum.

 

Þessi aukaregnbogi stafar af því að ljósið hefur speglast aftur í regndropunum áður en það nær alla leið til augans. Aukaregnboginn sést um 9 gráðum ofan við aðalregnbogann og sem sagt 51 gráðu frá beinni línu sólarljóssins.

 

Í aukaregnboganum snýst litaröðin við þannig að fjólublái liturinn lendir yst en sá rauði innst, en auk þess eru litirnir ekki jafn skýrir.

 

Örsjaldan sést þriðji regnboginn, en í þeim tilvikum hefur litaröðin aftur snúist við.

 

Mánabogi

Regnboga tengjum við oftast sólarljósi, en öflugt mánaskin, t.d. á fullu tungli, getur líka skapað regnboga. Litirnir eru þó mun daufari eða sjást jafnvel alls ekki, þar eð litasjón okkar er mun verri að næturlagi. Mánabogi virðist oftast hvítleitur.

Þokubogi

Þoka er úr fíngerðum vatnsdropum, svo litlum reyndar að litirnir dreifast og blandast svo mikið að regnboginn verður breiður og hvítleitur. Einmitt þess vegna áttar fólk sig ekki alltaf á því að þarna sé regnbogi á ferð.

Aukabogar

Þótt sjaldgæft sé, kemur fyrir að sjá má nokkra aukaboga undir regnboganum sjálfum. Þeir myndast ekki alveg á sama hátt og regnboginn. Ástæðan er sú að ljósgeislar geta magnað og veiklað hver annan í regndropanum. Til að aukabogar sjáist þurfa droparnir að vera mjög jafnir að stærð.

Regnbogar við fossa

Regnbogi myndast oft í vatnsúðanum sem stígur upp og út frá fossum. Og öfugt við hið hefðbundna getur maður verið svo heppinn að sjá regnbogann ná í heilan hring, standi maður uppi við fossbrúnina og sjái vel niður.

Svona myndast regnboginn

Regnboginn stafar af sveigju, speglun og þar með dreifingu litanna í sólarljósinu í milljónum regndropa.

 

Droparnir eru alveg kúlulaga, en ekki með þeirri dropalögun sem oft sést á myndum.

 

Regnboginn birtist sem bjartur hálfhringur á himni þegar við horfum í átt að regnsvæði með sólina í bakið. Hornið milli sjónlínunnar og línu sólargeislanna er 42 gráður.

Áhorfandinn sér aðeins það ljós sem endurkastast í ákveðnu horni.

1. Regnboginn sést þegar maður horfir frá sólu og sér endurkast þéttra regndropa, oftast í regnskúr.

 

2.  Þar eð litirnir sveigjast misjafnt gefa dropar í tiltekinni hæð rautt ljós, en t.d. grænt ljós í annarri hæð.

 

3. Ljósið sveigist inni í regndropunum. Það brotnar í 42° horni, sama horni og regnboginn myndar.

Dökkur himinn utan regnbogans

Þegar sólargeislarnir ná regndropunum sveigjast þeir og speglast þannig að ljósið myndar regnboga. Geislarnir endurkastast í 42° horni eða minna, en hornið verður aldrei stærra. Þess vegna virðist svæðið innan regnbogans ljósara en utan hans.

 

Þegar tveir regnbogar sjást má af og til sjá samsvarandi dökkt svæði milli regnboganna tveggja. Þeir ljósgeislar sem speglast tvisvar og mynda ytri bogann, berast til baka í 51° horni eða stærra, en aldrei minna.

 

Himinninn utan aukaregnbogans virðist því ljósari en svæðið milli regnboganna. Dekkri borðinn sem myndast milli regnboganna kallast stundum Alexandersborði eftir Alexander af Afródisías, sem lýsti þessu fyrirbrigði um 200 e.Kr.

HÖFUNDUR: Ritstjórn

Náttúran

Hvernig veit fræ að það eigi að spíra? 

Maðurinn

Með skönnun má spá fyrir um þunglyndi

Maðurinn

Með skönnun má spá fyrir um þunglyndi

Lifandi Saga

Robert the Bruce var hinn sanni Braveheart Skotanna

Lifandi Saga

Robert the Bruce var hinn sanni Braveheart Skotanna

Náttúran

Að klóna risaeðlur: Er hægt að vekja risaeðlur til lífsins?

Maðurinn

Sársauki – Hvað er sársauki?

Alheimurinn

Hvað er andefni?

NÝJASTA NÝTT

Læknisfræði

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

Alheimurinn

Mistök geta verið banvæn fyrir geimfara 

Náttúran

Kisulóra er villiköttur

Lifandi Saga

Greitt fyrir Pepsi-Cola með sovéskum kafbátum

Heilsa

10 matvæli með meira C-vítamín en appelsínur

Maðurinn

Þráhyggja tekur heilann í gíslingu

Saga

Af hverju ráða Bandaríkin yfir Guantanamo?

Maðurinn

Af hverju sjá sumir drauga en aðrir ekki?

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

Læknisfræði

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

Alheimurinn

Mistök geta verið banvæn fyrir geimfara 

Náttúran

Kisulóra er villiköttur

Lifandi Saga

Greitt fyrir Pepsi-Cola með sovéskum kafbátum

Heilsa

10 matvæli með meira C-vítamín en appelsínur

Maðurinn

Þráhyggja tekur heilann í gíslingu

Saga

Af hverju ráða Bandaríkin yfir Guantanamo?

Maðurinn

Af hverju sjá sumir drauga en aðrir ekki?

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

Fáðu aðgang að vÍSINDI.IS

Ókeypis í 2 vikur!

 

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

 

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Maðurinn

Heilann þyrstir í fitu

Maðurinn

Heilann þyrstir í fitu

Maðurinn

Er það skaðlegt að plokka nefhárin?

Maðurinn

Er það skaðlegt að plokka nefhárin?

Lifandi Saga

Hve lengi höfum við fengið sumarfrí?

Jörðin

Vísindamenn greina vaxtarverki: Fæðuhringur eldfjallsins

Maðurinn

Ást er eintóm efnafræði

Náttúran

Hjarta steypireyðar slær bara tvisvar á mínútu

Vinsælast

1

Heilsa

Breytingarnar á líkamsþyngd geta leitt í ljós hættu á heilabilun

2

Maðurinn

Þess vegna tekur ástarsorg svona mikið á okkur

3

Náttúran

8 uppfinningar sem þú getur þakkað Einstein fyrir

4

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

5

Maðurinn

Sársauki – Hvað er sársauki?

6

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

1

Heilsa

Breytingarnar á líkamsþyngd geta leitt í ljós hættu á heilabilun

2

Náttúran

8 uppfinningar sem þú getur þakkað Einstein fyrir

3

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

4

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

5

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

6

Náttúran

Að klóna risaeðlur: Er hægt að vekja risaeðlur til lífsins?

Maðurinn

Einvígið: Er rafmagnstannbursti betri en venjulegur?

Maðurinn

Getur dáleiðslan komið í stað fyrir lyf? 

Maðurinn

Hvaða blóðflokkur er sjaldgæfastur?

Lifandi Saga

Gestapo: Leynilögregla Hitlers olli skelfingu í Evrópu

Náttúran

Loftslagsfyrirbrigði gæti aukið bráðnun í norðri

Maðurinn

Mjúki maðurinn gengur í arf

Maðurinn

Nátthrafnar deyja fyrr en morgunhanar. En ástæðan kemur á óvart.

Alheimurinn

NASA: 50 metra stór loftsteinn getur skollið á jörðina árið 2046

Heilsa

Kynin bregðast ekki eins við yfirvofandi áfalli

Maðurinn

Í fyrsta sinn: Vísindamenn leiða í ljós hvað gerist í heilanum þegar við deyjum

Lifandi Saga

Erfingi Napóleóns myrtur af Súlúmönnum

Menning og saga

Svona myndi kjarnorkustríð hafa áhrif á heiminn

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

John frá Gaddesden gaf út viðamikið læknisfræðirit á 14. öld sem læknar í Englandi gátu stuðst við. Í lækningaskyni mælti hann m.a. með soðnum innyflum katta.

Læknisfræði

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.690 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is