Es gibt unterschiedliche Arten von gespiegelten Regenbögen. Bei dieser Version spiegelt sich der Regenbogen nachdem der Lichtstrahl den Tropfen passiert hat. Es könnte auch umgekehrt sein. Das besondere an gespiegelten Regenbögen ist, dass der „gespiegelte“ (also hier der untere Regenbogen) nicht das Spiegelbild des oberen Regenbogens ist. Regenbögen haben die Eigenschaft, dass sie nur in uns existieren. Sie entstehen erst, nachdem sie das Auge erreicht haben. Deshalb kann auch kein Mensch exakt den selben Regenbogen sehen, wie man ihn selbst gerade sieht. Jeder hat seinen eigenen Bogen. Sichtbare Regenbögen können sich nicht spiegeln.
Der Regenbogen, den wir hier als gespiegelte Version auf dem Bild sehen, ist eine „Spiegelung“ eines virtuellen Bogens. Gespiegelt wird hier also ein Bogen, der für das menschliche Auge vor der Spiegelung nicht sichtbar ist. Das klingt sehr mystisch, ist aber so.
Die kann man insbesorndere daran erkennen, dass der Schnittpunkt des Regenbogens nicht auf die Wasseroberfläche fällt. Der Regenbogen schneidet sich darüber. Nämlich genau in der Höhe, wo sich das Betrachterauge befindet: im Falle dieses Bildes also in der Höhe, in der sich die Kamera befindet (hier etwa 4 Meter über dem Hochwasser).
Warum ist das so?
Die Lage scheinbare Position des Regenbogens wird durch zwei wesentliche Faktoren bestimmt: die Sonnenhöhe und die Position des Betrachters. Die Lichtstrahlen der Sonne verlaufen gleichmäßig parallel durch den Raum. Wenn Sie auf einen Regentropfen (A) treffen, dann werden sie (für den primären Regenbogen) zurückgeworfen und gleichzeitig um etwa 42° abgelenkt. Der Winkel bei Punkt A zwischen der gelben und roten Linie beträgt also 42°. Aus Sicht des Betrachter spannt sich so (ziemlich vereinfach zusammengefasst) ein Regenbogen um den Sonnengegenpunkt M durch sämtliche Wassertropfen, welche die selbe Bedingungen wie Tropfen A erfüllen.
Der gespiegelte Regenbogen (wie in Abb 1 zu sehen) ist nicht der gespiegelte Bogen durch den Punkt A. Dies wird auf Abbildung 4 deutlich. Aus Sicht des Betrachters läuft der gespiegelte Regenbogen (rosa dargestellt) durch den Punkt B2. Tatsächlich aber spiegelt sich das Licht an der Wasseroberfläche. Dieses Licht kommt aus den Wassertropfen, welche die Bedingungen von Punkt B1 erfüllen. Durch den Punkt B1 läuftein für den Betrachter nicht sichtbarer Regenbogen, der erst durch die Spiegelung überhaupt sichtbar werden kann.
Die beiden Regenbögen A und B2 treffen schneiden sich in den Punkten S. Die scheinbare Spiegelachse befindet sich nicht auf der Wasseroberfläche, sondern sie befindet sich exakt in Höhe des Betrachterauges. Dies ist bei normalen Gegenständen nicht der Fall.
Betrachten wir dazu den Baum in Abbildung 5. Der oberste Punkt des Baumes C1 ist scheinbar gleich weit von der Wasseroberfläche entfernt, wie seine Spiegelung C2.
Der für uns sichtbare Regenbogen kann sich nicht spiegeln. Das, was wir als Spiegelung eines Regenbogens wahrnehmen, ist ein für das menschliche Auge unsichtbarer Bogen, der erst durch die Spiegelung sichtbar wird.