Warum hat ein Regenbogen die Form eines Bogens?

Ein Regenbogen ist bogenförmig, weil Sonnenlicht in den Wassertropfen in der Luft gebrochen und gespiegelt wird. Das Licht ändert seine Richtung, wenn es in den Tropfen eintritt und wieder austritt. Jeder Tropfen schickt farbiges Licht in einem festen Winkel zurück.

Dieser Winkel liegt bei etwa 42 Grad, gemessen von der Linie, die von der Sonne durch deinen Kopf zu deinem Schatten läuft. Deshalb siehst du einen Regenbogen nur, wenn die Sonne hinter dir steht und du auf den Regen schaust. Alle Tropfen, die dir eine bestimmte Farbe zeigen, liegen in genau diesem Winkel zu dieser Linie. Zusammen bilden sie einen Kreis um den Punkt gegenüber der Sonne.

Ein Regenbogen ist also eigentlich ein kompletter Kreis. Vom Boden aus liegt ein Teil davon unter dem Horizont, deshalb bleibt ein Bogen übrig. Wie viel davon verschwindet, hängt vom Sonnenstand ab. Steht die Sonne tief, kurz vor Sonnenuntergang, ist der Bogen am höchsten und fast ein Halbkreis. Steht sie höher als etwa 42 Grad, liegt der ganze Regenbogen unter dem Horizont. Aus dem Flugzeug kannst du manchmal den ganzen Kreis sehen, wenn der Regenbogen unter dir entsteht.

Jede Farbe hat ihren eigenen Winkel. Darum siehst du ein Spektrum mit Rot außen und Violett innen. Dahinter steckt einfache Physik: Brechung, Reflexion und die Aufspaltung des Lichts in seine Farben.