Když se po dešti objeví na obloze duha, většina z nás žasne nad její krásou. Málokdo si ale všimne, že pořadí barev je pokaždé stejné – od červené na vnějším okraji po fialovou na vnitřním. Není to náhoda, ale důsledek fyzikálních zákonů, konkrétně lomu a odrazu světla v kapičkách vody. Sluneční paprsky, které vstoupí do kulaté kapičky, se lomí na jejím povrchu, uvnitř se odrazí od zadní stěny a opět vystoupí ven. Při tomto procesu se bílé světlo rozloží na jednotlivé vlnové délky, protože každá barva se láme pod mírně jiným úhlem.

Klíčovou roli hraje index lomu vody, který je pro každou vlnovou délku jiný. Červené světlo s nejdelší vlnovou délkou se láme nejméně, zatímco fialové s nejkratší vlnovou délkou se láme nejvíce. Proto po opuštění kapičky vycházejí paprsky pod úhlem přibližně 42 stupňů pro červenou a 40 stupňů pro fialovou. Pokud se na duhu díváme ze země, vidíme právě ty paprsky, které k nám přicházejí pod těmito úhly, a proto je červená nahoře a fialová dole. Toto pořadí je neměnné, neboť vyplývá z fyzikálních vlastností světla a vody, nikoli z našeho vnímání. Pokud si chcete ověřit, jak přesně tento jev probíhá, využijte podrobného výkladu, který nabízí Jak vzniká duha? Kompletní vysvětlení včetně tipů na pozorování, a pochopíte i další souvislosti.

Zajímavé je, že každý pozorovatel vidí svou vlastní duhu, protože úhel, pod kterým paprsky vycházejí, závisí na poloze Slunce a oka. Kapky, které lámou světlo směrem k vám, nejsou tytéž jako kapky lámající světlo k jinému člověku. Navíc platí, že Slunce musí být za vámi a jeho výška nad obzorem nesmí přesáhnout 42 stupňů, jinak duha vůbec nevznikne. Proto je duha nejlépe vidět ráno nebo pozdě odpoledne, kdy je slunce nízko. A pokud se pozorně zadíváte, můžete si všimnout i slabší druhé duhy, kde jsou barvy obrácené – vzniká dvojitým odrazem světla uvnitř kapičky.

Pochopení této podívané není jen otázkou fyziky, ale i trpělivosti při pozorování. Až příště spatříte duhu, vzpomeňte si na to, že každá kapka vody je vlastně malým hranolem, který rozkládá sluneční světlo do spektra. A i když se vám může zdát, že duha je na dosah ruky, ve skutečnosti je to optický klam – žádný skutečný oblouk na obloze neexistuje. Je to jen obraz vytvořený v našem mozku z paprsků, které k nám přicházejí z různých kapek. Přesto je to jeden z nejkrásnějších příkladů toho, jak nám fyzika dokáže připravit nevšední zážitek.