Den Regenbogen , als bekannte atmosphärische Erscheinung hat wohl jeder schon einmal gesehen, zumeist wohl zufällig. Man kann auch gezielt nach einem Regenbogen Ausschau halten. Dabei muss man die Bedingungen kennen unter denen ein Regenbogen auftritt und wissen, an welcher Stelle des Himmels er zu finden ist.
Ein Regenbogen ist ein Teil eines Kreisbogens mit einem Radius von 42° um den Sonnengegenpunkt. Die Außenseite ist rot. dann folgt mit fließenden Übergängen Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett.
Der Regenbogen ist nur sichtbar, wenn bei Regen die Sonne scheint und die Sonnehöhe weniger als 42° beträgt. Beste Beobachtungsbedingungen findet man in den Abend- und Morgenstunden, in denen der Regenbogen besonders hoch über dem Horizont steht. Die Sonne steigt in den Wintermonaten nie höher als 42°, so dass den ganzen Tag über ein Regenbogen entstehen könnte. Es gilt: der Regenbogen ist umso höher, je tiefer die Sonne steht. Steht die Sonne höher als 42°, ist der Hauptregenbogen nicht mehr sichtbar.
Bei aufziehender Kaltfront spricht man vom typischen "Regenbogenwetter. Bei Gewitterschauern im Sommer klart der Himmel schnell wieder auf und man kann mit einem Regenbogen rechnen. Beste Voraussetzungen sind am späten Nachmittag gegeben. Zudem regnet es abends häufiger als in den Morgenstunden. Daher werden auch die weitaus meisten Regenbögen in den Stunden vor Sonnenuntergang beobachtet.
Wo ist der Regenbogen nun vorzugsweise zu sehen. Es gilt: wenn der Scheitelpunkt des Regenbogens genau gegenüber der Sonne zu sehen ist. Je tiefer die Sonne steht, umso höher ist der Scheitelpunkt. Die Füße des Regenbogens sind rechts und links zu sehen. Die Spannbreite ist nur vom Sonnenstand abhängig. Es gilt: je tiefer die Sonne, umso breiter der Regenbogen. Kurz vor Sonnenuntergang misst der Durchmesser des Regenbogens 84°.
Neben dem Hauptregenbogen mit 42° Radius kann man manchmal noch einen Nebenregenbogen mit einem Radius von 51° um den Sonnengegenpunkt sehen. Dieser hat dann die umgekehrte Farbreihenfolge wie der Hauptregenbogen. Manchmal erkennt man auch, dass der Bereich innerhalb des Hauptregenbogens heller ist als der Bereich zwischen Haupt- und Nebenregenbogen. Den dunklen Bereich nennt man auch "Alexanders dunkles Band" zu Ehren von Alexander von Aphrodisias (ca. 200 n.Chr.), (Philosoph und Kommentator von Aristoteles). Der Regenbogen kann auch durch den Mond erzeugt werden. Dabei ist die Helligkeit allerdings sehr gering.

Wie entsteht der Regenbogen: Durch Brechung des Sonnenlichts in den Regentropfen. An der Innenwand des Tropfens wird ein Teil des Lichts reflektiert und tritt dann unter nochmaliger Brechung aus dem Tropfen aus. Die Einfallswinkel der Lichtstrahlen liegen wegen der kugelförmigen Tropfen zwischen 0 und 180°. Die Lichtverstärkung beruht darauf, dass mehr Strahlen in einem Winkelbereich von 137.5°-138.5° (180°-42°) abgelenkt werden, als in andere Richtungen. Beim Nebenregenbogen wird das Licht noch ein weiteres Mal an der Innenseite des Tropfens reflektiert, bevor es den Tropfen verlässt. Da ein großer Teil des Lichts hier aus dem Tropfen austritt, ist der Nebenregenbogen wesentlich lichtschwächer. Die Farbverteilung beruht auf dem Brechungsindex des Wassers in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts. Das weiße Sonnenlicht besteht aus Licht unterschiedlicher Wellenlängen, durch die Lichtbrechung in den Regentropfen wird das weiße Licht dann in seine einzelnen Farbkomponenten zerlegt. An der Innenseite des Hauptregenbogens schließen sich manchmal noch weitere Bögen an. Diese Interferenzbögen haben eine bläulich bis violette Farbe und entstehen durch die Überlagerung von Wellen.