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Der Nebel oder die Wolkenoberfläche wirkt dabei wie eine Leinwand. Durch das Sonnenlicht im Rücken des Betrachters wird ein Schatten darauf geworfen. Brockengespenster bilden sich in der Regel an der Oberkante einer Nebel- oder Wolkenschicht, da vor allem dort noch genügend Licht vorhanden ist, um einen kräftigen Schatten zu erzeugen.
An den Wassertröpfchen wird das Licht gestreut und es können um das Brockengespenst farbige Ringe beobachtet werden. Es handelt sich dabei um eine sogenannte Glorie.
Woher kommt der Name «Brockengespenst»?
Auf dem Brocken treten solche Schattenphänomene immer wieder auf. Der Brocken ist der höchste Berg in Norddeutschland (1142 m ü.M.) und befindet sich häufig an der Nebelgrenze, so dass dort öfter die Schattenphänomene zu sehen sind. Der Legende nach soll auch Johann Wolfgang von Goethe von seinem Schatten erschreckt worden sein. Der Name soll angeblich auf ihn zurückgehen.