De Regenboog
- kort overzicht van de geschiedenisHet is niet duidelijk wanneer er voor het eerst in de geschiedenis iets over de regenboog geschreven is.
Het regenboogverschijnsel werd in het begin vooral geassocieerd met goddelijkheid, een teken van God. Zo lezen we in de bijbel:
Gods verbond met Noach
(Genesis 9: 8-17)(...) En God zeide: Dit is het teken van het verbond, dat Ik geef tussen Mij en u en alle levende wezens, die bij u zijn, voor alle volgende geslachten: mijn boog stel Ik in de wolken, opdat die tot een teken zij het verbond tussen Mij en de aarde. Wanneer ik dan wolken over de aarde breng en de boog in de wolken verschijnt, zal Ik mijn verbond gedenken, dat tussen Mij en u en alle levende wezens van alle vlees bestaat, zodat de wateren niet weer tot een vloed zullen worden om al wat leeft te verderven. Als de boog in de wolken is, dan zal Ik hem zien, zodat Ik mijn eeuwige verbond gedenk tussen God en alle levende wezens van alle vlees, dat op de aarde is. En God zeide tot Noach: Dit is het teken van het verbond, dat Ik heb opgericht tussen Mij en al wat op de aarde leeft.
Verschillende Griekse wiskundigen hebben kleine
fragmenten over de regenboog geschreven. Hier springt Aristoteles (384-322 v.Chr.)
met De Meteorologie in uit. Zijn theorie kan gezien worden als de
eerste wiskundige verklaring voor de cirkelvorm van de regenboog om een
middelpunt diametraal tegenover de zon. Hij gaf alleen niet de juiste reden voor
de cirkelvorm. Hij zag de regenboog als
een weerkaatsing van lichtstralen op het oppervlak van een wolk, net als bij een
concave of convexe spiegel, in plaats van weerkaatsing op regendruppels.
De eerste tabel met brekingshoeken van lucht naar water
is gepubliceerd door Ptolema (ca. 150 na Chr.) in zijn Optica. Ptolema brengt dit niet in verband met de regenboog.
De Arabische geleerde Al-Hasan ibn al-Haytham (1000 jaar na Chr.) uit Egypte, in
het Westen Alhazen genoemd, heeft experimenteel weerkaatsing en breking
onderzocht in glazen bollen gevuld met water. Hij deed dit voor brandstralen
(stralen die na de terugkaatsing door een holle spiegel of na breking door een
convergerende lens elkaar snijden in het brandpunt) en niet voor de regenboog. Theodoric (of Dietrich, of
Thierry) van Freiburg (ca.
1310) en Kam~l al-Din al-F~risi
(Iran, 1305) hebben bovengenoemde bol gebruikt voor onderzoek naar de regenboog
en zij kwamen met het briljante idee dat een bol met water niet gezien moest worden
als een miniatuur van een wolk, maar als een vergrotend
model voor een regendruppel. Zij verklaarden de regenboog als een verzameling
verschijnselen in individuele regendruppels: een wolk is een verzameling
individuele regendruppeltjes en ieder regendruppeltje gedraagt zich als een
grote bol gevuld met water.
Hiermee begrepen zij niet alleen een
belangrijk deel van de primaire regenboog, maar verklaarden ook de secundaire
boog.
In mijn presentatie voor de Joint Mathematics Meeting 2001 te New Orleans heb
ik het idee van de glazen bol gevuld met water als model voor één regendruppel
in een wolk ook gebruikt, waardoor ik mijzelf als volgeling van deze twee
geleerden kan beschouwen.
Aangezien zij niet de precieze brekingswet kenden, konden zij niet de grootte
van de regenboog berekenen. Helaas zijn hun ideeën niet algemeen bekend geworden en gewaardeerd, waardoor
hun kennis weer verloren is gegaan.
De Nederlander Willebrord Snel
(1581-1625) heeft de brekingswet ontdekt. Deze wet is naar hem
vernoemd: De Wet van Snellius.
Rene Descartes (1596-1650) heeft de gang van de stralen door de glazen bol
gevuld met water berekend. Hij ontdekte door de berekening dat er veel meer
stralen onder een hoek van ongeveer 42 graden uittraden dan onder andere hoeken.
Hij vatte de regenwolk ook op als een verzameling druppeltjes die zich net als
glazen bollen gevuld met water gedragen.
Newton was de eerste die de kleuren heeft verklaard: verschillende kleuren
hebben verschillende brekingsindices.
Er was al wel geschreven over de tertiaire regenboog,
doch Edmund Halley (1656-1742) lijkt de eerste te zijn geweest die ontdekt heeft
dat de tertiaire regenboog niet in de lucht tegenover de zon staat, maar juist
als een cirkel rondom de zon zelf verschijnt. Ditzelfde geldt voor de
quaternaire regenboog.
Dit korte overzicht van de geschiedenis beperkt zich tot de op de site behandelde theorie. Er is echter veel meer ontdekt over de regenboog, wat veel dieper gravende theorieën zijn. Voor deze theorieën, alsmede de bijbehorende geschiedenis, verwijs ik naar de literatuur van deze site en meer literatuur, maar vooral naar onderstaand boek van Boyer.
Literatuur:
