Jak vzniká duha

Duhu můžeme vidět tehdy, když máme Slunce v zádech a déšť nebo i vodu stříkající z hadice před sebou. Jak sluneční záření vstupuje do kapek, paprsky se v důsledku odlišné hustoty vody a vzduchu ohýbají. Větší část světla kapkou pouze projde, ale paprsek dopadající na zadní stranu kapky pod úhlem větším než 48 stupňů se odrazí zpět, a když z kapky vystupuje ohne se znovu. Protože je povrch kapky zakřivený, vycházejí jednotlivé světelné paprsky z kapek pod různými úhly v závislosti na své vlnové délce. Tímto dochází k rozkladu světla.

Jednotlivé barvy vycházejí z kapky pod úhlem přibližně 42 stupňů vzhledem k dopadajícím paprskům. Jedna kapka vytváří v daném okamžiku jen jednu barvu.

Toto si můžeme ověřit jednoduchým pokusem. V létě za ranní rosy a při plném slunečním svitu se stačí zadívat na porost trávy. Pokud se naše oči dostanou do správného úhlu, můžeme každou krůpěj rosy pozorovat v jedné barvě. Stačí nepatrně pohnout hlavou, tedy změnit úhel, a stejná kapička vody se nám bude jevit v jiné barvě. Pohneme-li se více, z téže krůpěje už neuvidíme barvu žádnou.

Duhu můžeme spatřit jen když je Slunce nad obzorem do výše 42 stupňů. Těsně pod tímto úhlem je duha plochá, čím je Slunce níže, tím je oblouk širší. V době jarní a podzimní rovnodennosti, tedy kolem 20.března a kolem 20.září dopadají sluneční paprsky kolmo na rovník. U nás je tehdy slunce v poledne 40 stupňů nad obzorem. Proto v zimní polovině roku lze duhu spatřit i v poledne na severním obzoru, pokud nastane příznivá situace se slunečním svitem a v severní části oblohy je souvislý oblak a dešťová přeháňka (o zimním slunovratu koncem prosince je u nás slunce v poledne pouze 16,5 stupně nad obzorem, na severním polárním kruhu se jen v poledne objeví část slunečního kotouče, chvíli je šero a po 13.hodině už je tam tma). Nejzřetelnější duha vzniká na velkých dešťových kapkách, neboť ty lépe rozkládají světlo.  Vzhledem k převažujícímu západnímu proudění pozorujeme duhu nejčastěji v pozdních odpoledních hodinách na východní straně. Podíváme-li se při pozorování duhy na stín naší hlavy, pak mezi touto přímkou a duhou je rovněž úhel 42 stupně. Jak slunce klesá k obzoru, tak se nám oblouk duhy jeví stále výše a postupně vytvoří celý půlkruh.

pozorovani_duhy

Kromě hlavní duhy pozorujeme často ještě další, vyšší oblouk, tedy oblouk vedlejší duhy. Ta se vytváří dvojnásobným vnitřním odrazem přímých slunečních paprsků na zadní straně kapek a rozložené světlo vychází pod úhlem 51 stupňů ( opět vzhledem k přicházejícím paprskům ).

Jestliže u hlavní duhy pozorujeme fialovou barvu uvnitř oblouku, pak u horní vedlejší duhy je fialová na vnější straně. Kdyby nebylo obzoru, duha by vytvořila celou kružnici. Takovou duhu lze pozorovat z letadla nebo ze strmých horských štítů.

Další informace o duze najdete na   http://ukazy.astro.cz/