Kees Floor, Het Weer Magazine april 2014.

Van tijd tot tijd is er aan de hemel tegenover de zon een vrij brede, donkere, boogvormige band zichtbaar. De band treedt op in regendruppels die door de zon worden beschenen en staat bekend als donkere band van Alexander. Met onze koning heeft deze naam niets te maken; het verschijnsel is genoemd naar de Griekse filosoof en Aristoteleskenner Alexander van Aphrodisias, die het in 200 n.Chr. voor het eerst beschreef.
Heeft u die donkere band wel eens gezien? Vast wel! Hij maakt namelijk deel uit van een overbekend, uiterst kleurrijk lichtverschijnsel aan de hemel: de regenboog. De hoofdregenboog vormt de onder- of binnenrand van de donkere band van Alexander; de lichtzwakkere en niet altijd even duidelijk zichtbare bijregenboog de buitenste begrenzing. Het complete regenboogverschijnsel omvat verder nog lichte, naamloze gebieden aan de hemel aan de binnenzijde van de hoofdregenboog en in mindere mate aan de buitenzijde van de bijregenboog. Hoewel de hoofdregenboog doorgaans de meeste aandacht voor zich opeist, verdienen de overige onderdelen van het regenboogverschijnsel zeker ook de aandacht.

Hoofdregenboog is binnenrand
Gezien het bovenstaande ligt het voor de hand dat de verklaring van de donkere band van Alexander direct gekoppeld is aan de verklaring van de regenboog. Regendruppels spelen hierin een belangrijke rol, maar ook het zonlicht en een op de juiste plek staande waarnemer. De regendruppels doen het erop invallende zonlicht van richting veranderen. De richtingverandering hangt onder andere af van de route die het licht in een regendruppel aflegt. Zonlicht dat is betrokken bij de vorming van de hoofdregenboog en het heldere gebied aan de hemel daarbinnen, is eenmaal weerspiegeld tegen de binnenwand van een regendruppel. De grootte van richtingverandering die daarbij optreedt, hangt verder af van de hoek waaronder het zonlicht op de druppel invalt. Niet elke waarde blijkt mogelijk: de richtingverandering bedraagt minstens 138 graden. De regendruppels veroorzaken dus een extra belichting van de hemel op afstanden van 138 graden of meer van de zon of - anders gezegd - op afstanden tot maximaal 42 graden vanaf het tegenpunt van de zon (zie kader). Opvallender dan die grote lichte vlek aan de hemel is in de praktijk de veelkleurige bovenrand ervan. De kleurenrijkdom van deze rand, die we kennen als de hoofdregenboog, is een gevolg van de kleurschifting die optreedt als het zonlicht een regendruppel binnenvalt en - na tegen de achterwand weerspiegeld te zijn - weer verlaat. De richtingverandering van het zonlicht die de regendruppels bewerkstelligen, blijkt dus afhankelijk van de kleur van het licht. Doordat relatief veel zonlicht de minimale richtingverandering ondergaat, is het kleureffect van de hoofdregenboog extra markant. De richtingverandering is het geringst voor rood licht; het rood bevindt zich dus aan de hemel het dichtst bij de zon, dat is het verst van het tegenpunt van de zon, dus aan de buitenrand van de hoofdregenboog.

Bijregenboog is buitenrand
Een kleiner deel van het op de regendruppels invallende zonlicht wordt twee opeenvolgende malen weerkaatst tegen de binnenwand van regendruppels alvorens de regendruppel weer te verlaten. Ook nu weer veroorzaakt deze gang van zaken een heldere vlek aan de hemel. Ditmaal is de lichtvlek echter minder uitgesproken, Hij bevindt zich op een afstand van ten minste 231 graden van de zon, dat is 51 graden van het tegenpunt van de zon (zie kader). Op de grens van het heldere gebied en het lichtarme gebied, de eerder genoemde donkere band van Alexander, bevindt zich weer een kleurrijke band, in dit geval de lichtzwakkere bijregenboog. Opnieuw geldt dat de richtingverandering het kleinst is voor rood licht. Het rood van de bijregenboog bevindt zich dus aan de hemel het dichtst bij de zon, dat is in dit geval ook het dichtst bij het tegenpunt van de zon, dus aan de binnenrand van de bijregenboog. De donkere band van Alexander is dus ingeklemd tussen het rood van de beide bogen, die hun rode rand naar elkaar toe keren.

Het tegenpunt van de zon Het tegenpunt van de zon is het punt aan de hemel recht tegenover de zon. Het bevindt zich even ver onder de horizon als de zon erboven staat. Het tegenpunt van de zon bevindt zich in de richting van de schaduw van ons hoofd; het is het middelpunt van zowel de hoofdregenboog als de bijregenboog. De afstand van de zon tot het tegenpunt van de zon bedraagt 180 graden. De afstand van de hoofdregenboog tot de zon bedraagt 138 graden; de afstand van de hoofdregenboog tot het tegenpunt van de zon bedraagt daardoor 180-138 = 42 graden. De afstand van de bijregenboog tot de zon bedraagt 231 graden; de afstand van de bijregenboog tot het tegenpunt van de zon bedraagt daardoor 231-180 = 51 graden.