Ako idú farby dúhy za sebou a koľko ich vlastne je? Dúha má tradične sedem farieb, ktoré idú za sebou v tomto poradí: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigová (tmavomodrá) a fialová. Toto poradie si mnohí pamätajú z detstva ako pevne dané pravidlo. V skutočnosti však nejde o sedem samostatných pásov, ale o plynulý prechod farieb – farebné spektrum. Ľudské oko si však v tomto prechode dokáže jasne odlíšiť práve tieto základné odtiene a tie prechody už nevnímame ako prechody. Červená je vždy na vonkajšej strane oblúka a fialová na vnútornej. Ak vidíte na oblohe „druhú dúhu“ nad tou prvou, jej farby sú v opačnom poradí.
Zaujímavosťou je, že počet sedem zaviedol v 17. storočí Isaac Newton, ktorý chcel zosúladiť farby so siedmimi tónmi hudobnej stupnice. V skutočnosti je farebné spektrum spojité a počet „rozlíšených“ farieb je skôr kultúrnou dohodou než fyzikálnou hranicou.
Prečo vzniká dúha? Jednoduché vysvetlenie
Dúha vzniká, keď slnečné svetlo prechádza cez drobné kvapky vody vo vzduchu – napríklad po daždi. Svetlo sa v kvapke ohne, rozdelí na farby a odrazí späť smerom k pozorovateľovi. Každá kvapka funguje ako maličká hranolová šošovka. Preto vidíme dúhu vždy oproti Slnku – Slnko musí byť za naším chrbtom a pred nami musí byť dážď alebo jemná vodná hmla. Určite ste už v horúčavách videli vodné sprchy, spreje, alebo polievanie záhrady. Ak je vo vzduchu príliš veľa drobných čiastočiek vody a stojíte v dobrom uhle, uvidíte dúhu. Napríklad rozprašovač vody na listy izbových rastlín ak vytiahnete na záhradu a vyskúšate poprášiť väčšiu plochu vzduchu, vy, alebo okolití diváci môžu vidieť v určitých uhloch spektrá farieb.
Nie každý vidí rovnakú dúhu. Každý človek totiž pozoruje svetlo odrazené z iných konkrétnych kvapiek. Dúha teda nie je „predmet“ na oblohe, ku ktorému by sa dalo prísť. Je to optický jav závislý od uhla medzi Slnkom, kvapkou vody a očami pozorovateľa. Ak by ste sa k nej snažili priblížiť, nebude existovať pre vás, no naďalej bude existovať pre tých, ktorí sa z pôvodného miesta nepohli. A čo tak pobyt pri vodopáde? V exotických krajinách pri veľkých vodopádoch osvetlených slnkom je dúha bežná a netreba, aby pršalo.
Odborne: lom, disperzia a presný uhol pozorovania
Z fyzikálneho hľadiska je dúha výsledkom kombinácie troch javov: lomu svetla, vnútornej reflexie (odrazu svetla) a disperzie. Keď slnečné svetlo vstúpi do kvapky vody, dôjde k jeho lomu – zmena rýchlosti svetla v inom prostredí spôsobí zmenu smeru šírenia. Zároveň sa jednotlivé vlnové dĺžky (farby) lámu pod mierne odlišnými uhlami, čo nazývame disperzia. Svetlo sa následne odrazí od zadnej steny kvapky a pri výstupe z kvapky sa opäť láme.
Najintenzívnejšia primárna dúha vzniká pri uhle približne 42 stupňov pre červené svetlo a asi 40 stupňov pre fialové svetlo vzhľadom na antisolarický bod (bod presne oproti Slnku). Sekundárna dúha vzniká dvojitou vnútornou reflexiou svetla v kvapke a objavuje sa pri väčšom uhle (približne 50–53 stupňov). Medzi primárnou a sekundárnou dúhou sa nachádza tmavší pás nazývaný Alexanderov pás, kde je menej rozptýleného svetla.
Z fyzikálneho pohľadu teda dúha predstavuje presne definovaný optický jav závislý od geometrie svetelných lúčov, indexu lomu vody a vlnovej dĺžky elektromagnetického žiarenia vo viditeľnom spektre.
