Regnbuens fysik

Indledning

En dag med både sol og bygevejr kan vi være heldig at se regnbuen.
Måske melder den gamle historie sig i vores bevidsthed: "Der hvor regnbuen ender finder du en gryde fuld af guld".
Den har mange af os hørt som barn. Jeg ved ikke om nogen børn tror på historien, og selv kan jeg ikke huske om jeg har troet på den, men jeg her været fascineret af historien, også efter at jeg har bemærket at regnbuen flytter sig med mig, lige som solen og månen, når jeg bevæger mig gennem landskabet.
Senere har jeg at tage den viden til mig at regnbuen i princippet aldrig ender, men at den er en hel cirkel.
Hvor regnbuen begynder og ender kan ses fra en helt anden vinkel! Jeg kan vælge at se regnbuens begyndelse i solen og se den ende i mit øje og i min bevidsthed. Måske er det i vores bevidsthed og i os selv at vi skal lede efter guldet?
Fra den vinkel har jeg valgt at se om der er andre finurligheder ved den historie.
Jeg har sat mig ind i regnbuens fysik og fundet principper som jeg selv føler mig overrasket over. Måske overrasker de også læseren?
Det er det som dette skrift skal handle om.
Regnbuen er et lysfænomen som vi ser på himlen under bestemte omstændigheder. Det sker i et samspil mellem solens lys, vandets kredsløb som regnens dråber er et led i og det øje der ser regnbuen.
Den er et fascinerende syn og kender læseren dens fysik og alle de omstændigheder der indgår i det samspil der frembringer regnbuen er der måske sket det samme hos læseren som det er sket for mig: fascinationen er vokset ved yderlig fordybelse.
Regnbuen har faconneret menneskene til alle tider og folkeslag over hele kloden har deres egne myter om regnbuen.
Da kloden for milliarder af år siden blev dannet i vores solsystem gennemløb den stadier som var domineret af glødende gasskyer, og boblende materiemasser. Langsomt gennem en proces af afkøling dannedes de luftarter og stoffer som måske senere frigav de vandmasser der har dannet verdenshavene.
Der er andre der mener at klodens vandmasser er kommet fra kometer der for en stor del består af iskrystaller og som har ramt jorden.
Under alle omstændigheder er røgmasserne og tågerne på et tidspunkt lettet så meget at solens stråler har kunnet trænge ned til jordoverfladen.
Gennem en atmosfære af røg, aske og damp er disse vandmasser styrtet ned over vulkanernes glødende lavamasser hvor de atter her dannet mørke skyer af damp der har drevet hen over det forrevne og arrede landskab og sendt den ene byge efter den anden ned gennem atmosfæren.
Hvis der på det tidspunkt havde været øjne der kunne se, ville de blive mødt af et imponerende syn - "et syn for guder", der var nok ikke andre øjne.
Meget ofte ville regnbuen lyse mod klodens mørke og regnfulde horisonter.
Den ville stå som et farvestrålende diadem i Moder Jords vilde hårpragt.
Der skulle gå milliarder af år inden et levende væsen åbnede sit øje og endnu andre milliarder af år inden noget bag disse øjne begyndte at reflektere over regnbuen. Nogle af disse tolkninger kender vi som sagn og myter jorden over.
Set med vor tids øjne er det muligt at de holistiske principper som styrer det samspil der skaber regnbuen og måske kan disse principper kaste lys over andre forhold i naturen og i vores eget liv.
Der vil være afsnit om lyset, øjet og farverne, om vandet og regndråberne. Herefter følger regnbuens fysik.
Det er som med hønen og ægget - eller er det ægget og hønen? Hvad kom først - lyset eller øjet?
Det er spændende at tænke på, at der ikke ville være lys eller farver i verden uden et øje der ser; eller lyde uden et øre; eller stof af forskellige tæthedsgrader, temperaturer eller andre kvaliteter i det hele taget uden noget levende der oplever!
Eller er det kun en strid om ord?
Den del af Solens stråling som vi normalt kalder "lys" er kun en meget lille del af den udstråling som udgår fra solen og det øvrige univers.
Vi ved ikke hvad lys er. Det optræder som både partikler og stråler.
Den elektromagnetiske stråling er et felt af periodiske svingninger. Det måles i bølgelængder som er afstanden mellem to bølgetoppe og man anvender enheden nanometer, hvor 1 nm. = 10 -9 m. Den mere langbølgede del at strålingen måles også i my.

Lidt om lyset

På Fig.1 En skala af lys ser vi den skala af solens stråling som vi har almindeligt kendte navne for. Vi kender langbølget radiostråling som er flere kilometer lange. Den anden ende af skalaen har vi røntgen og gammastråling. I midten, mellem infrarødt og ultraviolet "lys" er et smalt felt som illustrerer den synlige del af solens stråling og vi ser nogle farver placeret i dette felt. Det er dette felt som vores øje lader sig påvirke af. Kun en brøkdel af den samlede udstråling fra solen kan opleves direkte af menneskets sanser; vi oplever det dels som varme og dels som lys.
Synligt lys
Bredt og lidt upræcist bruger vi ordet lys også om infrarød og ultraviolet stråling. Når vi taler om usynligt lys taler vi egentlig om stråling. Det er i hvert fald indlysende at man ikke kan tale om "synligt lys" uden at tale om et levende væsen som kan opleve dette lys. Hele skalaen af strålingensområdet eksistere måske uafhængig af øjets eksistens, men begrebet 'synligt lys' er meningsløst uden et øjes eksistens.
Nogle af hudens celler kan tolke dele af solstrålerne som en oplevelse af varme.

Kort om øjet

Det er øjet og vores bevidsthed som skaber oplevelsen af lyst og farverne. Vort øje er et organ som tolker et lille område af solens stråling som lys.
Nethindens stave er yderlig i stand til at reagere forskelligt på de forskellige bølgeområder af det synlige lys.
De forskellige reaktioner oplever vi som forskellige farver. Bølgeområdet med lange bølger opleves som røde farver. De grænser op til infrarød stråling som vi føler som varme mod vores hud; derefter følger farverne orange, gul, grøn, blå indigo og violet som er en kortbølget farve der umærkeligt glider over i en usynlige ultraviolet stråling.
Farverne glider umærkeligt over i hinanden, så i princippet er der uendelig mange farvenuancer, men antallet af farver afhænger af hvor små nuancer øjet er i stand til at skelne imellem.
Fig.2 øjet viser øjets opbygning. Lysmængden der rammer øjet reguleres af pupillens størrelse. Pupillens vindue afgrænses af regnbuehinden (iris) som er det legeme der giver øjet farve og mønster. Muskler kan uafhængig trække pupillen og øjets linse mere eller minder sammen. Øjets konkave linse vender billedet som den røde pil på fig.2 viser.
Øjet omgives af hornhinden som lader lyset passere igennem til linsen og glaslegemet til nethinden. Her er ca. 7000.000 tappe som er følsomme over for farver. Og der er ca. 120.000.000 stave som registrerer lyset som sort-hvid.
Fig.3 lodret tvaersnit

Samspillet mellem lyset og øjet

At sanse er et skabe. Indtrykket af lys og farver skabes af øjet og bevidstheden. Råstoffet er "noget" som vibrerer. Ingen ved hvad det reelt er. Det er i og for sig kun meningsfyldt at tale om lysets forskellige farver der hvor der eksisterer et samspil mellem solens stråling og et levende farvefølsomt øje. Yderlig må det hvide sollys tilbagekastes eller spaltes af partikler eller genstande for at vise sig som forskellige farver. Ser vi mod solen ser vi kun "hvidt" eller blændende lys.
Partikler og genstandes overflade kan tilbageholde og/eller reflektere bestemte bølgeområder. Denne udeblivelse af nogle bølgeområder er grundlaget for skabelsen af farverne. Hvis et bølgeområde af det hvide lys afskæres (reflekteres bort eller opsuges af en overflade) vil der som vi straks skal se i stedet opstå en farve.
Lys og farver er altså ikke kun egenskaber ved solstrålerne men de opstår i et samspil mellem en udstråling og et levende væsens øje.
Også synligt lys er i sig selv usynligt medmindre det direkte fra lyskilden rammer selve øjet eller hvis det tilbagekastes fra genstande eller partikler og ind i øjet.
Hvis vi ser en lysstribe gennem træernes løv i skoven eller gennem et nøglehul ind i et mørkere rum er det fordi lyste reflekteres af vand- eller røg/støvpartikler.

Noget om solens spektrum og farver

Klart glas lader lyset passere næsten uhindret igennem, men prismets form og overflader bryder og tilbagekaster sollyset på en særlig måde som gør det muligt at danne alle solspektret farver. For overskuelighedens skyld vil vi på illustrationerne kun operere med en grov skala af farver.
På fig.4 Solspektrum ser vi et prisme der bryder det hvide sollys til et solspekter. Bølgeområderne med de længste bølger afbøjes mindst og omvendt vil de korte bølgeområder afbøjes mest.
Fig.5 Samles igen viser solens spektrum samlet gennem en linse. Farverne vil igen danne hvidt lys.

Endelig viser fig.6 Rød filtreres fra os hvordan det hvide lys som tidligere antydet vil ændre farve hvis det fratages et enkelt bølgeområde. På figuren er et spejl (1) som kaster det røde lys op på en skærm (2). Hvis det tilbageblivende lys samles af en linse viser der sig nu ikke længere en hvid farve, men derimod kontrastfarven (3) til det udskilte røde bølgeområde.
Fig.7 Farvecirkel viser en "farvecirkel" med kontrastfarverne placeret modsat over for hinanden og vi ser at kontrastfarven til rød er grøn.

Lidt om vand

Vand findes overalt i universet. Det findes i rummet mellem stjerner og kloder, indkapslet i stof eller frit som iskrystaller i kometer eller som i vort eget solsystem på kloder og måner som damp og is.
Vand er forudsætningen for al fysisk liv på jorden. Og når man interesserer sig for om der er vand på andre kloder er det bl.a. for at vurdere mulighederne for liv.
Godt 70% af jordens overflade er dækket af have, søer og floder. Man antager at der er 14000.000.000 km3 vand på jorden. En forsvindende del af vandet findes som vanddamp i atmosfæren.
Hvor kommer vandet fra? Man ved ikke hvornår vandet opstod på Jordkloden.
Der er to hovedteorier. Den ene teori antager at vandet er dannet inden for en tidsramme omkring 800 mio. år efter jordens opståen. Teorien bygger på idéen om at vandet har været bundet i de materialer som Jorden er dannet af og at det er frigivet under forskellige processer.
Det drejer sig især om mineraler og gasser som frigav vandet under deres afkøling.
Den anden teori antager at vand hovedsagelig er kommet til jorden udefra. Her er det kometer som mest består af støv og iskrystaller som spiller hovedrollen. Kometer skulle være kollideret med jorden og ismasserne er smeltet og har dannet verdenshavene.
Måske bragte kometerne også byggestenene til livet på Jorden.

Vandets kredsløb

Kredsløbet som alt vand gennemløber drives af Solens energi. Vandet fordamper i atmosfæren hvor det under afkøling fortættes og af tyngdekraften tvingers det ned mod overfladen igen.
Den årlige fordampning af den samlede vandmængde antages at være 0,008%.
Gennemsnits nedbøren er ca. 111,000 km3 om året. 10% falder på land hvor det meste siver ned i grundvandet. Her er det ude af kredsløb i 30 -100 år. Vand i indlandsisen er bundet i tusinder at år.

Hvordan dannes dråber

Sådan Vejret i Danmark og i Europa: s.90

Dråbernes vej gennem atmosfæren

Regndråben

Lidt tal omkring dråber  Vanddampenes fordråbning sker ved afkøling i atmosfæren og vandmolekylerne samles til større eller mindre dråber. Her føres de op og ned af kraftige vinde end til dråberne eller sne og iskrystaller bliver så store at tyngdekraften bliver stærkere end opvindene i skyerne.
Når vi taler om regndråber forestiller os vi måske en "dråbeformet" dråbe sådan som vi ser dem hænge på græsstråene og grenene eller under vandhanen lige før den falder ned i håndvasken. Men vandets overfladespænding, gør i princippet, de fritsvævende dråber kugleformede.
Hvis dråberne er store kan de danne mange uregelmæssige afrundede former under påvirkning af urolige luftforhold. De kan blive så ustabile at de brister og deles i flere dråber. På TV er der blevet vist billeder af hvordan vand opfører sig under vægtløs tilstand. Her kan dråber blive meget store og dem vi har set har været urolige, gyngende og sitrende. Jeg antager at de får en fuldkommen kugleform efter tilstrækkelig lang tids ro. Vi ser på næste figur nogle former som vanddråberne kunne tænkes at have under deres tur fra skyen mod jorden."  Fig.8 Sådan kan de se ud
Iskrystaller danner ikke regnbuer men de kan danne andre lysfænomener som f.eks. "koronaen" som er et populært navn for de flerfarvede tågeringe eller lignende lysfænomener der kan ses omkring Solen og Månen.(Astronomisk er solens korona noget helt andet, nemlig det ydre lag af solens atmosfære)
. De ideelle dråber der skal til for at danne den ideelle regnbue er store og kuglerunde dråber. De forekommer måske kun sjældent eller aldrig i ret store mængder. Og de regnbuer som vi ser er da også af meget varieret lysstyrke. Ikke mindst er regndråbernes udbredelse, mængde og tæthed af stor betydning regnbuens lysstyrke og farvernes klarhed. Nogle gange er kun dele af buen klar og tydelig.  Fig.9 Regnbue over Øland
Her er vist den ideelle kuglerunde vanddråbe som vi nu vil bruge når vi skal beskrive hvordan lyset bevæger sig gennem en regndråbe.

Regndråbens solspektrum.

Fig.10 Den kuglerunde dråbe Det klare vand vil lige som det klare glas lade sollyset passere næsten uhindret igennem, men den runde kugleform bryder lyset på en anden måde end prismets plane flader. På Fig.11 Lysets gang i dråben ser vi hvordan lyset opfører sig i kuglens form og rum.
Fig.12 Tværsnit gennem en dråbe viser (meget forenklet og fortegnet) et "tyndt tværsnit" af lysets brydning i en vanddråbe. Lige som i prismet brydes lyset i solspekterets farver.
Det brydes første gang ved mødet med dråbens overflade; og det tilbagekastes én gang af dråbens konkave bagvæg og det brydes anden gang gennem overfladen når det forlader dråben igen.
Den konkave bagvæg virker som et hulspejl der vender billedet én gang sådan at spekterets røde farve optræder yderst og den indigo farve inderst i det lysende område.

Regnbuecirklen

Et meget smalle bundt af brudt lys forlader kugleformen i hele dens omkreds i en vinkel på ca. 42° (i forhold til lysets indfaldsretning fra solen) og det beskriver derved nogle farvede cirkler i alle solspektrets farver med den røde farve yderst og de violette inderst.
Fig.13 Regndråbens  ringformede solspektrum
På alle illustrationerne er de ganske smalle farveringe gjort langt bredere end i virkeligheden. Det er sket for bedre at kunne følge lysets og de enkelte farvers vej gennem dråben. De yderste farvede og svagere cirkler på fig.13 er de ringe som bidrager til biringe i regnbuen. Det vender vi tilbage til senere.
I virkelighedens verden vil vi aldrig få sådan en cirkel fra en enkelt dråbe at se. Og selvfølgelig kan den heller aldrig ses skråt fra siden så den optræder som en ellipse. Vi vil altid, som tidligere omtalt, se farverne enkeltvis, men illustrationer er tålmodige og her er alt muligt. Og en af grundene er, at lys som tidligere nævnt er usynligt medmindre det tilbagekastes af partikler eller genstande. Det er en umulighed, at farvestråler der bevæger sig fra dråben og ud til alle sider i en vinkel på 42° alle samtidigt kan gå direkte ind i et enkelt øje og danne en ring. Derfor ser vi aldrig disse regnbuefarvede "kræmmerhuse" som strækker sig fra hver enkelt regndråbe ud i det omgivende rum. Det ville ellers være et helt fantastisk syn! Men i fantasien har vi lov til at forestille os fænomenet:
Fig.14 'Godterpose' fra solen er et forsøg på at illustrere et sådan gennemskåret kræmmerhus af regnbuefarver. I fantasien kan man så forestille sig millioner og atter millioner kræmmerhuse der overlapper, gennemskærer og gennemlyser hinanden i atmosfæren i større og større cirkler som vokser med afstanden til dråberne.
Jeg sagde at det var umuligt - Og dog! Det vil sikkert være muligt at vise dråbens ringe gennem et forsøg i den virkelige verden. Se Fig.15 Et forsøg Her er et udtænkt forsøg hvor jeg forestiller mig en plade med hul i midten som lader sollyset slippe igennem til en dråbe der så vil reflektere sin farvede regnbueringe op på pladen.
Regnbuens størrelse afhænger af afstanden mellem betragteren og skyen af dråber. Hjemme i haven kan vi, når vi vander have med vandforstøver, selv skabe betingelserne for vores egene regnbuer i alle størrelser. Og vi kan endog se dem helt cirkelrunde. Jeg har læst at det skulle være muligt at se op til 16-18 ringe uden om hinanden på én gang! At det forholder sig sådan er forståeligt når vi ved at lyskeglerne fra dråberne er kræmmerhusformede og vokser med afstanden.

Et forsøg i marken

Vi har nu set hvordan lyset bevæger sig i den enkelte dråbe og hvordan det brydes i en cirkelformet vifte af farver og kastes tilbage i et "kræmmerhus".
At det virkeligt forholder sig som beskrevet kan vi konstatere ved selvsyn.
Vi går ud en solskinsdag og stiller os foran en dugdråbe eller en regndråbe som hænger under en gren eller lignende. Vi står med solen i ryggen så dens lys kan tilbagekastes af dråbens konkave hulspejl. Når lyset fanges af øjet befinder vi os i en vinkel på ca. 42° i forhold til sollysets indfaldsvinkel og hvis lyset er rødt befinder vort øje sig i dråbens yderste cirkel. Det er nu muligt med lidt tålmodighed at bevæge sig forsigtigt fra cirkel til cirkel og se alle farverne og vi kan se dem på begge sider at dråben og over og under o.s.v. - Jo det er rigtig nok. Fig.16 Forsøg i marken er som alle følgende illustrationer overdiminsioneret for overskuelighedens skyld. Her tænkes en dråbe i træet som stråler sine regnbuecirkler mod os. Hvis vi bevæger øjet lidt op eller til siden vil vi se forskellige farver, alt efter hvor i regnbuecirklerne øjet befinder sig. De små hvide cirkler er øjets irisåbning. Hvis øjet befinder sig uden for dråbens lysende farvecirkler ses ingen farver.
Når vi betragter en dråbe ser vi kun en lille farvet prik af gangen. Nu skal vi videre i forklaringen på hvordan det går til at regnbuen med alle dens farver alligevel kan vise sig på vores nethinder.
At der hænger en dråbe på en gren ½ km. borte modsat solens retning giver ingen oplevelse af en regnbue! Der skal rigtig mange dråber til, og de skal optræde tæt sammen som de kan gør i en regnbyge.

Regnbuen.

Når vi ser en naturlig regnbue er det et resultat af et fantastisk samarbejde mellem millioner og atter millioner dråber på vej fra en sky og ned mod jorden.
Når jeg skriver "fantastisk" samarbejde er det ikke mindst på baggrund af vores viden om at regndråberne jo ikke hænger stille i luften og "gør deres regnbuearbejde" lige som dråben under grenen og at de heller ikke falder i en forudsigelig bane mellem himmel og jord, men at de tværtimod ofte hvirvler rundt ført af tilfældige op og nedadgående vinde på deres vej.
Men de gør deres "regnbuearbejde". Det kan vi jo konstatere.
Den mængde lys som tilbagekastes fra en enkelt dråbe ½ km borte er al for lille til at vi kan opfatte den med vort øje. Vi må forestiller os en stor mængde dråber tæt sammen. Og nok dråber fra et lag af en vis dybde eller tykkelse. Dog vil dråberne nok skygge for hinanden og de vil sløre billedet hvis lyset kommer fra dråber i dybere lag.
Meget ofte optræder regnbuen med varieret lysstyrke, så den ene ende er svagere end den anden. Styrken afhænger af dråbernes tæthed og størrelse og af sollysets styrke, som igen afhænger af solhøjden og som sigtbarheden i atmosfæren.
Men hvorfor tegner disse utroligt mange forskelligt farvede punkter nødvendigvis farvede cirkelbuer? Det har noget at gøre med dråbernes kugleform og deres evne til at frembringe deres egne individuelle farvede cirkler, og hvordan får vi straks at se gennem en lille serie illustrationer. For der er flere forhold at holde sammen på én gang.

Et skridt på vejen.

Vi forenkler en dråbe ved at lave et tyndt tværsnit gennem den og ser at lyset brydes og kastes tilbage i en vinkel på 45° i et lysbundt ordnet i solspekterets farver.
Den nøjagtige spredning af de solspekterets farver kender jeg ikke, men kun 1 grads spredning vil på blot 60 cm afstand betyde en spredning på godt 1 cm og på 1 km afstand betyde ca. 16-17m! Er regnbygen ca. 500 -1000 m. borte vil den glidende forskel mellem to grundfarver være mellem 8 - 16 m. Fig.17 Portræt af en dråbe På tværsnittet kastes lyset ud til begge sider af dråben. I virkelighedens verden kastes lyset ud i en cirkelrund kræmmerhusform, som vi tidligere har set.
Fig.18 Portråt af en dråbe På fig. 'b' ser vi en farvet ring som er et tværsnit af dette kræmmerhus af farver som udstråler fra dråben i midten af cirklerne. Nu skal vi få at se hvad denne dråbe bidrager med i skabelsen af regnbuen.
Først ser vi regnbuen stærkt fortegnet.(igen for oversigtens skyld.)Den grønne bund er jordoverfladen. I venstre side markerer et sort rektangel at vi vil forstørre et udsnit af regnbuen.5" Fig.19 lodret udsnit af regnbuen
På Fig.20 Regnbuen set fra siden ser det lodrette udsnit lidt forstørret og vi forestiller os at vi går om på siden af det. Vi ser altså den øverste del af regnbuen fra siden. (Det er selvfølgelig kun mulig i fantasien)
I dette udsnit anbringer vi vores gennemskårne dråbe med sit gennemskårne kræmmerhus fra fig.17. På figuren ser vi derfor kun de stråler der går opad og dem der går nedad.
Nederst på figuren ser vi den grønne jordoverflade. og et stærkt fortegnet figur der skal illustrere hvordan lyset fra dråberne på himlen danner farver på nethinden i øjet. Vi kan følge den øverste dråbes udstråling (nr.1)og se at kun dens røde lys kan gå gennem irisåbningen og ramme nethinden. De andre farver ses ikke fordi de går forbi.
På samme måde med dråberne nr. 2 og 3 som henholdsvis bidrager med grønt og indigofarvet lys.
Vi ser også at billedet på nethinden, som forventet, er vendt 180°.
Det fremgår af tegningen at alle dråber udsender alle farver, men det er deres placering i rummet (i lodret retning) der er bestemmende for hvilke farver dråberne sender ind på nethinden.
Vi må i al ydmyghed huske at dette er en meget grov model hvor der kun er meget få farver og hvor spredningen af farverne er langt større end i virkeligheden og derfor bliver afstande og størrelse slet ikke realistiske. Men vi tillader os at forenkle for og forstå.
Det samme vil selvfølgelig være gældende i horisontal retning som det vil fremgå af næste illustration fig.21 vandret udsnit af regnbuen som viser de to næste udsnit af regnbuen som fig.22 vil handle om.
Fig.22 Regnbuen set oppefra Her forestiller vi os igen det umulige, nemlig de to udsnit af regnbuen set oppe fra. Og igen anbringer vi tværsnittene af regndråberne så vi kan se dets individuelle bidrag til billedet på øjets nethinde.
Det vil være muligt at følge lysets vej til fra dråben og til øjet og igen ser vi at det er placeringen i rummet der bestemmer hvilken farve der går gennem isisåbningen i øjet.
Fig.22a Flere farver i øjet er et udsnit af et lidt tættere netværk af stråler og omfatter 6 farver.
Nu vil parat til at se regnbuen fra frontsiden som vi ser den i naturen. Dog vil vi lige præsentere en enkelt dråbe set fra frontsiden, sådan som de vil optræde i næste regnbuescene: Den er kun klædt ud i fire farver for at de mange cirkler ikke skal forvirre. Fig.23 En dråbes spektrale cirkel
Fig.24 Tre dråber i regnbuen er scenen hvor der optræder 5 dråber placeret forskellige steder i rummet. Kun de fire er inden for det område hvor hvor de kan bidrage til skabelsen af den illusion at der er en regnbue oppe på himlen. Den er jo kun inde på nethinden og intet andet sted. På min sidemands nethinde er der en anden regnbue skabt at andre dråber.
Fig.25 Hvorfor regnbuen altid følger med er et fattigt forsøg på at 'symbolisere' det miljø af regnbuefarver som vi aldrig ser i virkeligheden, men som bevirker at regnbuen "følger med os når vi bevæger os i terrænet.

Et holografiske kunstværk.

Uanset hvor kaotisk dråberne hvirvler rundt i atmosfæren vil de, hvis de er mange nok, hver med deres lille glimt en brøkdele af et sekund bidrage til opbygningen af en 3-diminsionel billedskulptur. Her aner vi naturens eget holografiske billedværksted!
At det er rimeligt at tale om et holografisk kunstværk kan begrundes med de mange lighedspunkter mellem principperne i regnbuen og det holografiske billede.
Det holografiske billede fremkommer ved at belyse et hologram med kohærens lys. Hologrammet skabes ved et system hvor en laserkildes stråle deles af et halvt gennemsigtigt spejl, i to stråler, hvoraf det ene strålebundt kastes mod et emne og opfanges af en fotografisk plade, og den anden stråle kastes direkte mod samme fotografiske plade.
De to lysbundter fra samme kilde vil blande sig og skabe et interferensmønster der afsætter sig på pladen der nu kaldes et hologram. Det er dette hologram som genskaber et 3-diminsionelt billede af det affotograferede emne.
Der er det særegne ved hologrammet at selv mindre dele af det er i stand til at skabe et ubrudt billede af emnet. Dog i en mere lyssvag udgave. Det er muligt fordi meget små områder af hologrammet indeholder alle de informationer der skal til at skabe billedet af hele det affotograferede emne. Der skal flere af disse små områder til at danne et synligt billede.
Ligheden mellem hologrammet og det stykke himmel som skaber regnbuen er, på baggrund af det foregående, til at få øje på, idet vi har set at hver enkelt dråbe indeholdet alle informationer til at skabe en hel regnbue. Også her skal der et vis antal til at danne et synligt billede af regnbuen.

Biregnbuer.

Vi kan ikke afslutte regnbuens fysik før vi har omtalt "biregnbuerne". Disse adskiller sig fra "hovedregnbuen" ved at farvernes rækkefølge i hver anden ring er modsat primærbuens. Den yderste ring er indigo og farverne indad mod midten er: violet, blå, grøn, gul, orange og slutter inderst med den røde farve, og den næste ring er som hovedregnbuen, blot svagere. Herefter følger en bue med omvendt farvefølge osv.
Vi kaster et blik på fig.26 Gensyn med biregnbuen fra fig 13 igen.
Og går straks videre til fig.26Lysets gang i dråben
  her ser vi hvordan lyset danner hovedregnbuen: sollyset brydes ved a, tilbagekastes ved b og brydes 2. gang ved c. Den røde farve ligger yderst i dråbens regnbuecirkel. Udfaldsvinklen i forhold til sollysets retning er ca. 42 gr. men hvis de rette betingelser er tilstede (kraftig sollys og store runde dråber) vil noget af lyset kastes ud og danne primærbuen og resten af solspekterets lys tilbagekastes og spejlvendes endnu engang og vender derved farverne i modsat rækkefølge; altså rød farve inderst i buen. Her er lysets udfaldsvinkel ca. 52 gr.
Er betingelserne tilstede kan lyset tilbagekastes to, tre eller flere gange i dråbens kugleform, hver gang vendes farvernes rækkefølge og hver gang forsvinder noget af lyset ud gennem dråbens overflade. Ringene bliver derfor svagere og svagere.
Det er mest under kunstige forhold at vi på hjemlige bredegrader ser mere end en biregnbue. F.eks. er det muligt at skabe gode betingelser med en spreder på haveslangen. Her ser vi også flere og ganske små og cirkelrunde regnbuer.

Stof" af struktureret lys.

Under en regnvejrssky danser regndråberne deres egen "dans" for solen. Ført af op og nedadgående vinde og af tyngdekraften hvirvler eller daler dråberne på deres vej mellem himmel og jord.
Når Solen bryder gennem en sky og kaster sit lys mod de svævende dråber svarer de alle med at kaste deres regnbuefarvede lyskegler tilbage mod solen. I millioner af "kræmmerhuse" tilbyder de hver især deres farvestråler til en regnbue.
Cirkler der breder sig som ringe i vandet voksende med afstanden fra dråberne. Ringe der glider, stiger, daler, hvirvler eller falder gennem atmosfæren, danner mønstrer der aldrig helt lader sig gentage. 'Regnbuecirkler' kastes ud fra hver enkelt dråbe og fortsætter i princippet uendeligt ud i rummet.
På en måde danner de en usynlig struktur af lys i atmosfæren. De gør rummet under himlen til et "stof" af struktureret lys.
Se artiklen:Tilværelsen, en tryllekunst