Teorie
Světelný paprsek dopadá na kapku pod úhlem α a láme se ke kolmici pod úhlem β. Projde kapkou a na stěně se úplně odráží pod úhlem β, dopadá na stěnu kapky pod úhlem β, kde se láme od kolmice a z kapky vychází po úhlem α. Úhel, který svírá dopadající a vystupující paprsek se blíží úhlu 42°. Takto vzniká hlavní duha.
Vznik duhy.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Jestliže by došlo ještě k jednomu úplnému odrazu, pak by vznikla i duha vedlejší. Hlavní duha má horní okraj červený, vedlejší duha má horní okraj fialový. Mezi hlavní a vedlejší duhou vzniká pás, který se jeví tmavší než nebe pod hlavní a nad vedlejší duhou. Tento pás se nazývá pás Alexandrův, podle řeckého filozofa Alexandra. Zvláštním úkazem je třetí duha, která vzniká trojnásobným úplným odrazem světla uvnitř kapky. Tuto duhu pozorujeme okolo Slunce, tedy na opačné straně než hlavní a vedlejší duhu. Odrazem na kapkách se paprsky světla polarizují. O tom se lze přesvědčit pozorováním duhy skrz fotografický polarizační filtr, jímž se pomalu otáčí – části oblouku mizí.
Tvar a zabarvení duhy závisí na velikosti vodních kapek. Při dostatečně velkých kapkách vzniká hlavní duhový oblouk. Menší kapky (průměr 0,5 – 2 mm) způsobují vznik dalšího modrého a fialového pásu. Ještě menší kapky způsobují vznik podružných duh, které jsou od hlavní odděleny a jsou málo zřetelné. Kapky o průměru 0,05 mm dávají vzniknout bílé duze.
| Poloměr vodních kapek (v mm) | Charakteristika vzhledu duhy |
|---|---|
| 0,5 - 1 | široký fialový pruh, jasně patrná zelená a červená barva, větší počet podružných duhových oblouků, v nichž je nejzřetelnější fialová a zelená barva |
| 0,25 | slabší červená barva, menší počet podružných duhových oblouků s převládající fialovou a zelenou barvou |
| 0,10 - 0,15 | poměrně široký pás duhy téměř bez červené barvy, nažloutlé podružné duhové oblouky |
| 0,04 - 0,05 | široký a poměrně bledý pás duhy, nejvýrazněji patrná fialová barva |
| 0,03 | bílý pruh v hlavní duze |
| < 0,025 | tzv. duha v mlze jevící se pouze jako bílý pruh |
Duha může vzniknout i na jiných planetách. Důkaz o tom přinesla evropská vesmírná sonda Venus Express, která zkoumá Venuši. Na snímku, který pořídila už 24. července 2011, je vidět kruhová duha na vrcholcích mraků ve výšce 70 km, která má 1200 km v průměru. Zatímco na Zemi jsou tvořeny barvy duhy lomem světla v kapičkách vody, v husté atmosféře Venuše se jedná o drobné kapičky kyseliny sírové. Protože jsou menší než kapky vody na Zemi, jsou i pásy duhy na Venuši menší než na Zemi.
Duha na Venuši.
Zdroj: www.esa.int.
