Regenbögen im divergierenden Licht
von Christian Fenn, Hammelburg
von Christian Fenn, Hammelburg
Im April 2005 beschäftigte ich mich mit dem Fotografieren von Nebelbögen. Diese erzeugte ich überwiegend im dichten Nebel der nahen Wiesen um das Saale-Ufer im divergierenden Licht meiner Autoscheinwerfer. Da die Entstehung von Nebelbögen und Regenbögen sehr ähnlich ist, kam mir der Gedanken, ob man nicht auch Regenbögen im divergierenden Licht beobachten könnte. Solche Aufnahmen waren mir bis dahin noch nicht begegnet und so hatte mich der Ehrgeiz gepackt, ein solches Foto zu schießen.
Wenn man nur im Auto sitzt und nach vorne schaut, dann passiert überhaupt nichts. Wer sich aber die Mühe macht und bei strömendem Regen mal einige Meter vor sein Auto läuft, der wird feststellen, dass um ihn herum aus zunächst diffusen Strukturen ein immer klarerer Regenbogen entsteht.
Für meine damalige Optik war er viel zu groß, so dass ich die erste Beobachtung dieses Bogens nur in Form zusammengesetzter Bilder festhalten konnte. Anders als im parallelen Licht konnte ich den Regenbogen, den ich zunächst “Nachtregenbogen” nannte, zum ersten Mal wirklich als Kreis beobachten. So wie es uns die Theorie auch immer zu erklären versuchte. Wenn man genau hinsieht, dann kann man auch den äußeren 51°-Bogen entdecken.
Von den Halo-Erscheinungen im divergierenden Licht war mir klar, dass Lichterscheinungen an künstlichen Lichtquellen feste Ausdehnungen haben, die im Verhältnis zum Abstand zwischen Betrachter und Lampe zu setzen sind. Es interessierte mich also, wie dieser “Nachtregenbogen”, den ich heute “Lampenregenbogen” nenne, räumlich aufgebaut ist und an welcher Stelle sich die zur Entstehung verantwortlichen Regentropfen befinden.
Da mir die mathematischen Kenntnisse zur Berechnung solcher Bögen fehlte, machte ich mich zuhause an ihre Konstruktion. Ich zeichnete also von der Lichtquelle ausgehende Strahlen in alle möglichen Richtungen. Dann suchte ich den Punkt (Regentropfen) an diesem Strahl, von dem eine Brechung in 42°, bzw. 51° (138°, bzw. 129°) genau das Auge des Betrachters treffen würde. Heraus kam ein apfelähnliches Gebilde, das man laut Alexander Haußmann auch Minneart-Zigarre nennt.
In der nebenstehenden Grafik beschreibt die blaue Kurve den inneren 42°-Regenbogen und die rote Kurve den äußeren 51°-Regenbogen.
Das bedeutete aber auch, dass der Regenbogen an vielen verschiedenen Stellen im Raum entstehen würde. Aus Sicht des Betrachters in allen möglichen Winkeln ab 42°, also auch bei 43°, 44°, etc. Die Folge davon hätte sein müssen, dass sich sämtliche, in allen Winkeln entstehenden Regenbögen eigentlich überlagern und somit hätten gegenseitig auflösen müssen. Da a) sich ihre Farben zu weiß mischen und b) sich die Bögen vom Hintergrund nicht mehr abheben.
Dass sie trotzdem beobachtbar sind und somit auch entstehen, hat vermutlich zwei Gründe. Zum einen scheinen sich die, dem Auge nahe liegenden Wassertropfen (also im Betrachtungswinkel von 42° und wenigen Graden weiter nach außen) dichter zu addieren, als beispielsweise 90° davon entfernt. Zum zweiten leuchtet der Scheinwerfer des Autos den “Apfel” nicht gleichmäßig aus, sondern in einem relativ engen Kegel. So wird der ohnehin schon besser addierte Bereich kurz vor dem Auge auch noch stärker ausgeleuchtet (siehe Grafik).
Als Folge ist der “Lampenregenbogen” deutlich zu erkennen, wie die oben abgebildeten Aufnahmen ja auch belegen können.
Die nicht punktförmigen Schweinwerfer des Autos sorgen dabei für eine unscharfe Abbildung des Bogens. Des weiteren kommt es aufgrund der zwei vorhandenen Schweinwerfer auch zu zwei nebeneinander liegenden Minnaert-Zigarren, die letztlich durch ihre Addition eine Verbreiterung des wahrnehmbaren Bogens an der Seite zur Folge haben (siehe Abbildung 1).
