Každý, kdo někdy viděl duhu, si možná všiml, že barvy jsou vždy ve stejném pořadí: červená nahoře, pak oranžová, žlutá, zelená, modrá, indigová a fialová. Není to náhoda ani dáno tím, jak si lidské oko zvyklo barvy pojmenovávat. Pořadí je přímým důsledkem fyzikálních zákonů, konkrétně lomu a disperze světla v kapkách vody. Sluneční světlo je směsí všech vlnových délek viditelného spektra. Když paprsek vstoupí do kulové kapky, láme se na rozhraní vzduchu a vody, uvnitř kapky se částečně odrazí na její zadní stěně a při výstupu se láme znovu. Protože se různé vlnové délky lámou pod různými úhly, rozloží se bílé světlo na jednotlivé barvy. Červené světlo s delší vlnovou délkou se láme nejméně, fialové s kratší vlnovou délkou nejvíce. Tím vzniká úhlové rozdělení, které vidíme jako barevný pruh. Ať se duha objeví kdekoli na světě, tento mechanismus je stejný, a proto je pořadí barev neměnné. Pokud vás zajímá, jak přesně tento jev funguje v atmosféře a jak si ho nejlépe všimnout, přečtěte si jak vzniká duha? Kompletní vysvětlení včetně tipů na pozorování, kde najdete i praktické rady.

Šířka barevných pásů duhy není libovolná. Je dána tím, jak široký je úhlový rozptyl mezi krajními barvami spektra a jak velké jsou kapky vody, na nichž se světlo rozkládá. Primární duha vzniká při jednom vnitřním odrazu a její barevný vějíř zabírá přibližně dva stupně. Červená se objevuje pod úhlem kolem 42 stupňů od směru protilehlého Slunci, fialová kolem 40 stupňů. Mezi nimi leží všechny ostatní barvy. Když jsou kapky menší, například při mlze, jsou pásy širší a barvy se více překrývají, takže duha může vypadat bělavě. Naopak velké dešťové kapky vytvářejí ostřejší a užší pásy. Šířka je tedy ovlivněna velikostí kapek a také tím, zda jde o duhu primární, nebo sekundární, která vzniká při dvou vnitřních odrazech a má obrácené pořadí barev.

Zajímavé je, že žádná duha není dokonalým spektrem se sedmi ostře oddělenými pruhy. Přechody mezi barvami jsou plynulé a to, kolik odstínů rozeznáme, závisí na citlivosti oka a na podmínkách pozorování. Přesto základní sled zůstává stejný. Důvod je jednoduchý: index lomu vody se s vlnovou délkou mění spojitě a předvídatelně. Červená vlnová délka se vždy ohne méně než modrá, ať se duha objeví nad loukou, mořem nebo městem. Šířka pásů se pak mění podle toho, jaké kapky jsou zrovna v ovzduší. Pokud chcete vidět duhu co nejzřetelněji, stůjte zády ke Slunci, které musí být nízko nad obzorem, a mějte před sebou déšť nebo vodní tříšť. Čím výše je Slunce, tím níže se duha objevuje, až nakonec zmizí pod horizontem.

Pochopení toho, proč jsou barvy vždy ve stejném pořadí a co určuje šířku pásů, nám umožňuje předpovědět, kdy a jak duhu uvidíme. Nejde o žádnou mystiku, ale o geometrii a optiku. Příroda nám tak nabízí krásný a zároveň přesně popsatelný jev, který stojí za to pozorovat a zkoumat.