Wie ein Regenbogen entsteht

Einen Regenbogen kann man beobachten, wenn die Sonne hinter einem steht, es vorn aber noch regnet.
Das Sonnenlicht wird von den Regentropfen gebrochen, in Farben zerlegt und dann auf bestimmte Weise reflektiert.
Die Farben des Regenbogens umfassen das ganze sichtbare Spektrum von violett (unten) bis rot (oben).
Manchmal beobachtet man nicht nur einen Hauptregenbogen, sondern auch einen lichtschwächeren Nebenregenbogen, bei dem die Farben in umgekehrter Reihenfolge verlaufen.

Das weiße Sonnenlicht wird an der Vorderseite eines Wassertropfens gebrochen und in die Spektralfarben zerlegt. Je näher das Lichtbündel am Rand des Wassertropfens einfällt, desto stärker ist die Brechung. Blau wird am stärksten, Rot am schwächsten gebrochen.
An der Rückseite des Wassertropfens wird das Licht totalreflektiert.
Trifft das Licht zum dritten Mal auf den Rand des Wassertropfens wird das Licht zum Teil gebrochen, zum Teil weiter reflektiert.
Der gebrochene Teil fällt in einem Winkel von 40°-42° zum ursprünglichen Lichtbündel in Richtung Boden und damit in unser Auge.
Der reflektierte Anteil fällt wieder auf den Rand des Wassertropfens, wird zum Teil gebrochen (diesmal in Richtung Himmel), zum Teil reflektiert u.s.w. Dabei wird die Lichtintensität immer kleiner.
Der Regenbogen entsteht durch das Zusammenwirken vieler Wassertropfen. Jeder Tropfen trägt mit einer Farbe zur Gesamterscheinung bei.
Der Hauptregenbogen entsteht durch Licht, das am oberen Rand auf den Wassertropfen fällt.
Der Nebenregenbogen entsteht durch Licht, das am unteren Rand auf den Wassertropfen fällt. Das Licht wird wieder gebrochen und totalreflektiert. Das Licht, das dann nach der Brechung den Wassertropfen verlässt, fällt in Richtung Himmel. Aber nach der nächsten Brechung fällt Licht wieder in Richtung Boden.
Jetzt ist es natürlich schon wesentlich lichtschwächer. Es schließt mit dem ursprünglichen Lichtbündel einen Winkel von etwa 52° ein. Deshalb erscheint der Nebenregenbogen über dem Hauptregenbogen. Weil das Licht im Wassertropfen eine Reflexion mehr hinter sich hat, sind die Farben im Nebenregenbogen vertauscht.