To rozluštil až slavný Newton. Vzpomínáte si z hodin fyziky na pokus se skleněným hranolem a světlem procházejícím skrz něj? Láme se a vytváří spektrum barev. Podle toho faktu Isaac Newton usoudil, že bílé světlo je vlastně kombinací všech barev viditelného spektra. A vysvětlil tak princip vzniku duhy.
Podobně je to totiž v atmosféře. Dešťové kapky působí jako miliony drobounkých hranolů, které rozkládají jednotlivé barvy. Když světlo dopadne na dešťovou kapku, většina projde přímým směrem. Ale na okrajích kapky se světlo láme na spektrum barev a poté se odráží na zadní straně kapky. A znovu se pak láme, když opouští kapku. Světlo, které prošlo lomem, vychází z kapky pod úhlem přibližně 42 stupňů vzhledem k dopadajícím paprskům. A proč přibližně? Světlo každé barvy se vynoří pod nepatrně odlišným úhlem v závislosti na vlnové délce. Pozorovatel na zemi vidí výsledek lomu a odrazu světla na milionech kapiček v podobě barevných pruhů – na vnější straně duhy je červená barva vytvořená světlem největší vlnové délky, na vnitřní straně je barva fialová vznikající lomem a odrazem světla nejkratší vlnové délky. Nad hlavní duhou se někdy objeví i duha vedlejší. Vzniká dvojnásobným odrazem na zadní straně kapek.
Duhu tedy můžeme pozorovat v případě, že svítí slunce a zároveň se vyskytují přeháňky. Abychom ji viděli, musíme stát mezi sluncem a přeháňkou. Nejzřetelnější duhy vznikají při silných přeháňkách, protože velké kapičky lépe rozkládají světlo. A tvar duhy? Ten závisí na poloze slunce nad obzorem, popř. na tom, odkud ji pozorujeme. Největší oblouk duha vytvoří v případě, že je slunce blízko obzoru. Čím je slunce výš, tím je duha plošší, a vystoupá-li slunce nad 42 ° nad obzor, zmizí duha úplně. Kdyby nebylo obzoru, vytvořila by duha celou kružnici.
Kromě běžné duhy můžeme někdy pozorovat i duhu mlhovou. Vzniká na vodních kapkách mlhy. Je téměř bezbarvá, protože drobné kapky nerozkládají světlo dobře. To lze ještě pochopit, ale duha nad zasněženou sjezdovkou při –13 °C? Podívejte se na fotku Milana Černého. Optické šálení na druhou, napadá mě okamžitě. Ale i tohle pozorování má své vysvětlení. Milan Černý píše: „Počasí nasvědčovalo spíš výskytu halových jevů na diamantovém prachu, teplota kolem –13 °C, tenká vrstva inverze, vysoká vlhkost. Při první jízdě lanovkou, kolem 9. hodiny, se na jihovýchodě objevilo spodní slunce a parhelia. Tak jsem to hned začal fotit a vlastně jen díky tomu jsem vyfotil i tu ‚divnou‘ duhu. Jednak jsem měl zrovna v ruce foťák a hlavně jsem si nejdřív myslel, že je to nějaký vzácnější halový jev, na který byly vhodné podmínky. Až po chvilce mi došlo, že je to jen duha. Ta vznikala na vodních kapičkách ze sněhového děla, které bylo právě zapnuté. Doteď mi není jasné, proč kapičky nezmrzly. Bud tam na rozběh přidávají něco ‚nemrznoucího‘ nebo vodu zahřál elektrický ohřev potrubí a trysek. Možná by to někdo z meteorologů uměl lépe vysvětlit. Nicméně to bylo moc zajímavé a zároveň neskutečná náhoda. Přeci jen lanovka se zastavit nedá, a tak jsem to musel stihnout. Povedlo se a to je důležité.“ A proč kapičky nezamrzly? Zřejmě špatně nastavené dělo, tedy přesněji řečeno vzhledem k podmínkám do něj proudilo víc vody, než jeho výkon unese, a vody skrz trysky procházelo tolik, že nestačila zmrznout. Parádní podívaná pro meteorology a zároveň signál zasněžovačům, aby rychle dělo nastavili správně.
Vzpomněla jsem si na anglického básníka Williama Wordswortha: „Srdce mi
poskočí, když spatřím na nebi duhu.“ Tak berme tenhle pěkný optický
jev jako malé vykoupení za to, že zima pomalu končí, ostatně jen pár
měsíců a bude tady zpátky. Už aby!
13. 1. 2009, Krkonoše, Herlíkovice – Žalý, autor: Milan Černý
Duha nad zasněženou sjezdovkou při –13 °C. V Herlíkovicích je
možné všechno!
4. 5. 2011, Ondřejov, autor: Lukáš Shrbený
Mlžná duha focená ráno krátce po východu slunce cestou do práce. Jeli
jsme spolu s kolegou a já na místě spolujezdce stále prosil o zastavení
v místech, kde mlha byla hustší a duha výraznější.
4. 9. 2010, Jizerské hory, autor: Tomáš Tržický
Večerní duha se klenula v údolí v Jizerských horách několik minut.
Nad jasnou hlavní duhou je slabě vidět i duha vedlejší, která vzniká po
dvou vnitřních odrazech slunečních paprsků uvnitř kapek.
Konec srpna 2007, Jizerské hory, autor: Tomáš Tržický
Duhový oblouk v kapkách vody na orosené pavučině – je k vidění na
lukách za pozdního léta. Nemusí tedy ani pršet, stačí jen pátrat ve
směru asi 42° od stínu hlavy pozorovatele. Aby barvy duhy lépe vynikly, byl
při fotografování použit polarizační filtr.
28. 6. 2007, Ostrava-Hrabůvka, autor: Karel Konečný
Jasná duha s výraznými podružnými duhovými oblouky, které jsou
patrné na vnitřní straně oblouku hlavní duhy jako sled tenoučkých
oblouků. Fotografováno odpoledne.
7. 6. 2009, duha z letadla, autor: Ing. Zdeněk Junek
Snímek byl pořízen z Cessny 172 OK – AKM. Díky úhlu pozorování
nevidíme jen horní půloblouk.
Alena Zárybnická
Náruživá lyžařka, skialpinistka a pravidelná testérka lyží na
akcích SNOW. Samozřejmě také přední česká meteoroložka působící v
České televizi.
Její další články si můžete přečíst na http://snow.cz/…a-zarybnicka
