Gymnasium Philippinum, Weilburg Der Regenbogen – zur Physik eines bekannten Naturphänomens

Frank Bröckl

Der Regenbogen ist eines der schönsten beobachtbaren Naturphänomene. Physikalische Grundlagen dazu und noch viele weitere wissenswerte Details präsentierte der Leistungskurs Physik der Klassenstufe 13 von Tutor Dr. Markus Horz beim traditionellen Schülervortrag der Reihe „Blickfeld Naturwissenschaft“ in der Aula des Gymnasium Philippinum. Schulleiter Stefan Ketter drückte im Rahmen seiner Begrüßung seine große Freude darüber aus, dass sich auch in diesem Jahr wieder Schülerinnen und Schüler trotz der Belastungen durch Klausuren und des schon in Sichtweite befindlichen Abiturs dieser Aufgabe gestellt haben.Ist es über dem Regenbogen heller oder darunter? Kann man mehrere Bögen auf einmal sehen? Sieht jeder Betrachter die gleichen Farben des Regenbogens? Diese Fragen und noch viele weitere beantworteten die Referentinnen und Referenten ihrem zahlreich erschienenen Publikum in souveräner Manier. Während sich die Grundkenntnisse der meisten Menschen darauf beschränken, dass ein Regenbogen durch Reflexion und Brechung des Sonnenlichts im Regentropfen zustande kommt, schürften die Schülerinnen und Schüler physikalisch hier wesentlich tiefer. Ob es um den Strahlengang im Wassertropfen, die Berechnung der totalen Reflexion oder das Phänomen der Dispersion ging: Die angehenden Abiturientinnen und Abiturienten verstanden es, komplizierte Sachverhalte und schwierige Berechnungen auch für den physikalischen Laien durch anschauliche Experimente und Grafiken verständlich aufzubereiten. Interessant zu erfahren war, dass es, um einen Regenbogen am Himmel sehen zu können, ganz wesentlich auf den Blickwinkel ankommt. Bei genauem Hinsehen sei meist noch ein Nebenbogen über dem eigentlichen Regenbogen beobachtbar, der durch einen dunkel erscheinenden Bereich – nach dem griechischen Philosophen Alexander von Aphrodisias als „Alexanders dunkles Band“ bezeichnet – vom Hauptbogen abgetrennt sei. Von einem erhöhten Standpunkt aus erscheine der Regenbogen eher als Kreis. Wesentlich seltener vorkommende Sonderformen des Regenbogens seien der Mond-, Nebel-, Tau- oder der Spiegelbogen, der bei der Reflexion des Sonnenlichts auf einer Wasseroberfläche gelegentlich entstehe. Und wer hätte schon gewusst, dass es auch einen roten Regenbogen gibt? Dieses spezielle Farbspektrum ließe sich jedoch nur beobachten, sollte die Sonne tief über dem Horizont stehen. In einem Welt umspannenden Streifzug beleuchteten die Schülerinnen und Schüler auch die mythologische Bedeutung dieses Naturphänomens in den verschiedenen Kulturen und Religionen von den Navajo, dem zweitgrößten der indianischen Völker in den USA, über die Inkas („Volk des Regenbogens“) und die vedische Gottheit Indra bis hin zu den großen Weltreligionen Christentum, Judentum und Islam. Gegen Ende regten die angehenden Abiturientinnen und Abiturienten ihr Publikum noch dazu an, an einem sonnigen Tag mit Hilfe eines Wasserschlauchs einen Regenbogen im eigenen Garten entstehen zu lassen. Dieses „Experiment“ in der Aula im Rahmen des Vortrags durchzuführen, habe man sich jedoch nicht getraut, was nicht nur bei Schulleiter Stefan Ketter für Erheiterung sorgte. „Das war eine Meisterleistung“ konstatierte die Verantwortliche für die naturwissenschaftliche Vortragsreihe, Fachbereichsleiterin Carola Gerlach nach dem Abklingen der Ovationen nicht ohne auch das Engagement von Tutor Dr. Markus Horz als verantwortlichem Fachlehrer gebührend zu würdigen. Als kleines Dankeschön überreichte sie den Schülerinnen und Schülern zur Thematik passend eine kleine „nachhaltig, mit Sonnenlicht betriebene Diskokugel“ – einen Kristall, der an einem Nylonfaden im Fenster hängend durch das Sonnenlicht ein schönes Farbspektrum offenbart.

Folgende Schülerinnen und Schüler waren am Vortrag beteiligt: Nico Beck, Julian Breithecker, Julian Frensch, Jakob Georgi, Lisa Graf, Zhanna Khayrova, Fabian Leuning, Andrea Pauker, Lisa Spiong, Jakob Wagner und Lukas Würz. Die Reihe „Blickfeld Naturwissenschaft“ wird am 23. Januar 2020 um 19.30 Uhr in der Aula des Gymnasium Philippinum mit dem Vortrag „Einführung in den 3D-Druck“ von Prof. Dr. Peter Urban von der Technischen Universität Darmstadt fortgesetzt.

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