Lichtbrechung

Ist die unterste Luftschicht im Winter kalt, so kann man Objekte aus weiter Entfernung sehen – wie hier den Mt. Canigou in den Pyrenäen aus über 250 km Entfernung in Marseille (Bilder: B. Carrias (l), J.-F. Coliac(r)).

Meteo 107

Schattenspiele

Wenn man sich nach einem Sonnenuntergang auch einmal umdreht, sieht man oft den Schatten der Erde aufsteigen. Für das charakteristische Blau ist übrigens die Ozonschicht verantwortlich. Darüber findet man das Rosa- oder Purpurlicht der Gegen-dämmerung, auch als „Gürtel der Venus“ bezeichnet. Hier mischt sich rück-gestreutes rotes Sonnenlicht mit dem Blau des Himmels. Bilder: Marko Riikonen (oben), Les Cowley.

Meteo 108

Gegendämmerung

Der „Gürtel der Venus“ über dem Dachstein (Bild: UF).

Meteo 109

Schattenspiele

„Sonnenstrahlen“ bzw. Krepuskularstrahlen sieht man besonders deutlich, wenn die Sonne durch (aufgelockerte) Bewölkung scheint. Die Strahlen sind parallel, scheinen aber aufgrund der Perspektive von einem Punkt aus-zugehen (so wie Bahnschienen oder auch Bäume), Bilder: UF.

Meteo 110

Wolkenschatten

Es ist durchaus glaubhaft, dass diese Krepuskularstrahlen auch an der Inspiration für den Pyramidenbau beteiligt waren (Bild: Greg Parker).Dreht man sich um ...

Meteo 111

Wolkenschatten

… so sieht man wahrscheinlich Anti-Krepuskularstrahlen, die ebenfalls scheinbar am Horizont zusammenlaufen (Bild: John Britton).

Meteo 112

Bergschatten

Die Schatten von Bergen sehen immer dreieckig aus – bei Vulkankegeln, wie hier der Nevado Sajama, natürlich erst recht (Bild: George Steinmetz).

Meteo 113

Bergschatten

Der Mauna Kea auf Hawaii ist ein guter (und leicht erreichbarer) Beobachtungs-ort für Bergschatten. Sieht man dabei auch den Mond, so muss es ein Voll-mond sein. Wenn es nicht danach aus-sieht (wie im Bild links) dann handelt es sich um eine Mondfinsternis.

Michael OnnellyDavid Harrington

Alex Mukensnable

Meteo 114

Bergschatten

Als „UFO-Produzenten“ werden wir ihn noch kennen lernen. Hier betätigt sich der Mt. Rainier als „Schattenwerfer“ (Bild: Sally Budack).

Meteo 115

Regenbogen

Beim Regenbogen wird Licht am Rand von Regentropfen (zweimal) gebrochen und an der Rückseite reflektiert. Dabei beträgt der maximale Winkel 42°, und in diesem Winkel sieht man auch den Bogen (Caspar David Friedrich, Les Cowley).

Meteo 116

Die Farben des Regenbogens

Blaues Licht (n = 1.3435) wird in Wasser stärker gebrochen als rotes Licht (n = 1.3318), deshalb kommt es zu einer Aufspaltung der Farben (Bild: Steve Crowe, Skizzen: wikimedia, C.D. Ahrens).

Meteo 117

Die Farben des Regenbogens

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Bei der Abfolge der Farben gibt es keine freie Wahl. Eine besorgniserregend hohe Anzahl von Lehrerinnen und Lehrern scheint das aber nicht zu so zu sehen (Beispiele aus Graz, UF).

Doppelter Regenbogen

Ein zweiter Regenbogen entsteht (in einem Winkel von 51°), wenn das Licht im Regentropfen ein zweites Mal reflektiert wird. Dabei ist die Reihenfolge der Farben umgekehrt (Kimberly Perez, Skizze: wikimedia).

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Höhere Ordnungen

Erst 2011 gelangen erste Bilder des dritten und vierten Regenbogens (in einem Winkel von etwa 40° bzw. 45° um die Sonne), sie werden fast immer vom „zero order glow“ überdeckt (M. Großmann (links), M. Theusner, Skizze: Les Cowley).

Meteo 120

Zu viele Regenbogen

Hier gibt es ein paar überzählige Bögen – „Supernumerary Rainbows“. Sie entstehen durch Interferenz – und waren erste Hinweise auf die Wellennatur des Lichtes (Bild: Verena Tiessen).

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Regenbogen für Fortgeschrittene

Für eine Einführungs-Vorlesung definitiv zu viele (Bild: Terje O. Nordvik).

Meteo 122

Kompletter Regenbogen

Bei passendem Standpunkt kann man auch komplette Regenbögen sehen (Bilder: S.S. Matthiasson (l.), I. Parker, T. Gamache (inset).

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Kompletter Regenbogen

Aber wo ist dann der Schatz – am Ende des Regenbogens? (C. Leonhardt)

Meteo 124

Nebelbogen

Nebelbogen entstehen ähnlich, aber an (viel kleineren) Nebeltröpfchen. Ihnen fehlen die Farben, dafür erscheint im Zentrum ein neues Phänomen (Bild: Mila Zinkova).

Meteo 125

Brockengespenst

Auf der Nebelwand kann man im Sonnengegenpunkt seinen eigenen Schatten als „Brockengespenst“ sehen, umgeben von einer Glorie (Bild: Hannes Pichler). Auch hier braucht man zur Erklärung die Wellenoptik (Lichtbeugung und Interferenz).

Meteo 126

Brockengespenst

Benannt ist das Phänomen nach dem Brocken im Harz-Gebirge, wo man es häufig beobachten kann. Relativ häufig sieht man „Brockengespenst“ und Glorie auch beim Blick aus dem Flugzeug (Bild: Rick Stanciewicz).

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Halos

Halos (hier mit der Sonne fast genau im Zenit) entstehen durch Brechung in hexagonalen Eiskristallen, die wie Prismen wirken (UF).

Meteo 128

Halos

Das 22° Halo kann oft beobachtet werden (meist bei Cirrostratus Wolken) (Bild: UF, Skizze: C. Donald Ahrens).

Meteo 129

Halos und Nebensonnen

Kleine 6-eckige Plättchen, die waagrecht in der Luft schweben, sorgen für Nebensonnen (Bild: Andrea Steiner, Skizze: C.D. Ahrens).

Meteo 130

Halos und Nebensonnen

Horizontal ausgerichtete Sechsecke produzieren die Nebensonnen, unregelmäßig ausgerichtete Sechsecke den Rest des 22° halo. 22° ist der minimale Ablenkungswinkel (Quelle: Les Cowley).

Meteo 131

Nebensonnen

Jerry Walter

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Nebenmonde

Während Nebensonnen („sun dogs“) noch relativ häufig zu beobachten sind (links, David Wigglesworth), sieht man Nebenmonde („moon dogs“) nur ganz selten (David Cartier).

Meteo 133

Seltene Halos

Meteo 134

Hier sehen wir fast alles, was die Lichtbrechung und -reflexion an bzw. in Eiskristallen so zu bieten hat (Bild: Joshua Thomas).

Mehr dazu in: „Physik der Atmosphäre 2“

Pollen-Korona

Eine Korona (bzw. „Hof“) entsteht durch Licht-Beugung – meist an Wassertröpfchen (oben, Martin Dietzel), in Ausnahmefällen aber auch an – undurchsichtigen (!) Pollen-Körnern (rechts, P.-M. Heden).

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Polarlichter Gibt es dann erst in der Geo-physik Vorlesung im Sommer-Semester www.northern-lights.no

Polarlichter

Meteo 136