Duha nevzniká „někde na obloze“. Vzniká v tvým oku jako geometrický efekt: koukáš se do směru, kde se světlo ze Slunce po průchodu dešťovýma kapkama odchýlí přesně o určitý úhel. A protože různé barvy se lámou různě, pořadí barev je skoro nezničitelně daný fyzikou.

1) Co se děje se světlem v kapce

Každá dešťová kapka funguje jako mini hranol + zrcadlo:

  1. Lom při vstupu do kapky
    Světlo se ve vodě zpomalí a ohne (lom).

  2. Vnitřní odraz
    Uvnitř kapky se paprsek odrazí od zadní stěny.

  3. Lom při výstupu ven
    Paprsek znovu změní směr, když opouští kapku.

Tohle je “primární duha” (ta hlavní, co ji vidíš nejčastěji).

2) Proč se bílé světlo rozloží na barvy

Bílé světlo je směs vlnových délek. A voda má jednu otravnou vlastnost: index lomu závisí na vlnové délce.

  • Fialová/modrá (kratší vlny) se lámou víc.

  • Červená (delší vlny) se lámou míň.

Tahle závislost se jmenuje disperze a je to přesně důvod, proč se barvy oddělí.

3) Proč má duha vždy stejný pořádek barev

Protože:

  • fialová se vždycky ohne víc než červená,

  • a celý ten „balík“ paprsků z kapky vychází do určitých úhlů.

U primární duhy platí zjednodušeně:

  • červená vychází pod větším úhlem (zhruba 42°)

  • fialová pod menším (zhruba 40°)

A to znamená:

  • červená je na vnějším okraji oblouku

  • fialová je na vnitřním okraji

To pořadí není tradice ani domluva s vesmírem. Je to čistá geometrie + fyzika lomu.

4) Proč duhu uvidíš jen někdy

Aby se ti tenhle úhlový trik poskládal do oblouku, musíš splnit podmínku:

  • Slunce za zády

  • déšť/kapky před tebou

Střed kružnice duhy je tzv. antisolární bod (přesně naproti Slunci). Duha je vlastně část kruhu kolem něj. Na zemi obvykle vidíš jen oblouk, protože zbytek kruhu zakrývá horizont. Z letadla někdy uvidíš skoro celý kruh, protože máš kapky “pod sebou”.

5) A co druhá duha (ta slabší nad ní)

Když se světlo v kapce odrazí uvnitř dvakrát, vznikne sekundární duha:

  • je slabší (víc světla se ztratí),

  • je dál od středu,

  • a hlavně: má obrácené pořadí barev.

Takže u sekundární duhy bývá červená uvnitř a fialová venku (oproti primární).

6) Proč někdy barvy nejsou výrazné

Atmosféra a velikost kapek dělají velký rozdíl:

  • větší kapky (typicky po přeháňce) → duha je ostřejší a sytější

  • menší kapky (mlha, jemný déšť) → barvy se víc „rozpliznou“
    V mlze vzniká tzv. mlžná duha: často skoro bílá, protože drobné kapičky víc rozptylují světlo a barvy se špatně oddělí.

Závěr

Duha vzniká díky tomu, že světlo v kapkách dvakrát projde lomem a jednou (nebo víckrát) se uvnitř odrazí. Pořadí barev je pořád stejné, protože modrá/fialová se láme víc než červená, takže z kapek vychází pod jinými úhly. Ty pak vidíš jako barevný oblouk kolem antisolárního bodu.

Lovec Faktů

Vysvětluju „proč“ a „jak“ - bez keců a bez omáčky.

Související články