Snad každý si někdy všiml barevného duhového oblouku při končící dešťové přeháňce. Déšť ještě padá, ale zároveň sluneční paprsky osvětlují dešťové kapky, v nichž se světlo láme, rozkládá a odráží, a tak právě na opačné straně než svítí Slunce můžeme pozorovat duhu. Pohled na duhu je vskutku podivuhodný, neboť její barvy a tvar jsou okouzlující. Přemýšleli jste někdy, jak tento barevný oblouk vzniká?

Pokud ne, dovolte, abychom vám to pověděli.

Duha se objevuje, když prší a zároveň svítí sluníčko. Je to oblouk sedmi barev, které jsou seřazeny jedna za druhou. Duha je vlastně světelný trik. Je složená ze základních barev slunečního světla. I když se nám může zdát, že sluneční světlo nemá žádnou barvu, přesto je složeno z mnoha barev. Tyto barvy se nazývají spektrum. Bílé sluneční paprsky vznikají, když se tyto barvy smíchají. V duze vidíme rozložené sluneční světlo na jednotlivé barevné složky. Od vnějšího okraje duhy směrem k vnitřnímu v pořadí: červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá až fialová.

Jakmile sluneční paprsek projde dešťovou kapičkou, objeví se tyto nádherné barvy. Je to proto, že sluneční paprsek světla se láme na rozhraní vody a vzduchu a tak jsou od sebe jednotlivé barvy odděleny. Tyto oddělené barvy prochází dešťovou kapkou a vycházejí ven jako nádherná duha.

To, co na zemi jest, učinili jsme okrasou její, abychom vyzkoušeli, kdo z nich v konání svém je nejlepší. (Korán 18:7) Inná džacalná má calá ´l-ardi zínatan llahá linablúhum ´ajjuhum ´ahsanu camala.

Protože je však sluneční světlo složeno z různých barev a paprsek každé barvy se láme pod trochu jiným úhlem, bude světlo po průchodu kapkou rozloženo v duhové spektrum. To je vidět na obrázku vpravo. Záření různých barev se také bude po průchodu kapkou koncentrovat pod trochu odlišnými úhly, a proto uvidíme v duze soustředné barevné pásy.

Na vzniku duhy se podílejí kapky v různých vzdálenostech od pozorovatele. Názorný přehled si lze udělat podle spodního obrázku.

Střed kruhu duhy je vždy přesný bod oproti Slunci. Když Slunce stoupá, duha se také pohybuje výše a je stále na úrovni se Sluncem.

Zdá se to být složité?
Jestliže si myslíte, že ano, najděte tedy křišťálovou sklenici a sviťte skrz ní silným světlem. Sklenice zde napodobuje dešťovou kapku. Když bude sklenice vystavena silnému světlu, uvidíte, že se na stěnách objeví malá duha.
Můžete také vzít za slunečného počasí hadici a stříkat vodu do vzduchu. Vytvoříte si tak malou soukromou duhu.

Kde je možné duhu vidět
Duhu lze spatřit nejen díky dešťovým kapkám na nebi, ale třeba i ve tříšti kapek u vodopádů či fontán.
Duha na rose je pozorovatelná na louce, na rybníku s mastným povrchem (kapky rosy leží, aniž by se smíchaly s vodou), brzo ráno na jezeře nebo na moři (vzduch je chladný a voda ještě teplá, takže nad povrchem vody je lehký opar), na zamrzlém povrchu.
Někdy se podaří vidět část nebo i celou duhu na trávě pokryté rosou. Není to však kruhová duha, ale má tvar široké hyperboly. Objasnění tohoto jevu není složité: světlo dopadá do našeho oka, když jeho paprsek svírá s osou Slunce - oko úhel 42°. Jestliže Slunce není vysoko, protíná světelný kužel povrch Země. Průsečnicí je hyperbola. Během dne se změní v elipsu, ale tento jev je pozorován velice zřídka.

Kdy je možné duhu vidět
Všimli jste si, že se duha objevuje obvykle k večeru? Je to dáno tím, že u nás převládá západní proudění vzduchu, a tedy objeví-li se při končícím dešti pás jasného nebe, přichází nejčastěji od západu, odkud Slunce svítí právě navečer.
Duha může být vytvořena Měsícem stejně jako Sluncem.
Mezi nezapomenutelné zážitky lze zařadit spatření duhy v noci. Tu může vyvolat měsíční svit v nočním dešti. Měsíční duhy jsou však velmi slabé. Taková duha je slabá s nevýraznými barvami a poměrně vzácná, neboť Měsíc dostatečně svítí jen v období nedlouho kolem úplňku. Proto je možné je vidět pouze při úplňku mlhavě zbarvenou

Druhá duha
Při intenzivnějším dešti se objevuje nad duhou druhá, méně výrazná, tzv. sekundární duha o větším poloměru (asi 51°), v níž je sled barev opačný než u primární duhy. Tato vedlejší duha vzniká díky dvojnásobnému odrazu paprsků uvnitř kapek.

Uvnitř kapek dochází k více vnitřním odrazům paprsku. Paprsky odrážející se dvakrát uvnitř kapky budou vycházet nejčastěji pod úhlem asi 51° vůči vstupujícímu paprsku. Takto vzniká již ne tak výrazná tzv. sekundární duha, která se objevuje nad hlavní duhou.

A zajisté jsou ve střídání noci a dne i ve všem, co Bůh na nebesích a na zemi stvořil, znamení pro lid bohabojný.(Korán 18:7) Inna fí ´chtiláfi ´l-lajli wa ´n-nahári wa má chalaqa ´lláhu fí ´s-samáwáti wa ´l-ardi la´ajátin lliqawmin jattaqún.

Kruhový tvar duhy
Při pozorování ze zemského povrchu lze pozorovat duhu jen jako neúplný kruh.

Celistvý duhový kruh by mohl být vidět z vysoké věže nebo letadla.

Z historie zkoumání duhy
Mnoho z tajů vzniku duhy se podařilo objasnit Janu Markovi Marcimu (1595-1667).
Tento význačný český fyzik popsal vznik duhy ve svém díle Thaumantias, aneb spis o nebeském oblouku, přirozené podstatě jeho barev, vzniku a příčinách z roku 1648. Marci vysvětlil vznik duhy lomem a odrazem světla, sám konal pokusy s hranolem a zjistil, že bílé světlo se rozkládá na duhové barvy a úhel lomu je specifický pro jednotlivé barvy - a to ještě před Newtonem.