Articles

Q & A: Proč je duha zakřivená jako půlkruh?

Pěkná otázka! Dešťové duhy jsou produktem průchodu slunečního světla malými kapičkami vody zavěšenými v atmosféře (nebo dokonce padajícími skrz ni!). Nejenže jsou krásné, ale jsou obvykle vzácné, protože k tomu, aby se duha objevila, je třeba, aby současně pršelo a svítilo slunce – slunce musí svítit z jedné části oblohy a déšť z jiné části oblohy, aby se duha mohla objevit.
Sluneční světlo prochází každou kapkou vody složitou cestou. Přichází stranou nejblíže ke slunci a ohýbá se, protože index lomu je ve vodě větší než ve vzduchu (tento jev můžete pozorovat tak, že do sklenice s vodou vložíte tužku tak, aby část z ní vyčnívala, a podíváte se na ni z různých úhlů – tužka se bude zdát „zlomená“ v místě, kde protíná vodní hladinu). Sluneční světlo, které prochází kapkou vody, se odráží od zadní plochy kapky, putuje zpět na druhou stranu a cestou ven se opět ohýbá.
Důvod, proč je duha zakřivená, je ten, že všechny úhly v kapce vody musí být právě takové, aby kapka vyslala trochu slunečního světla k vám, stojícím na zemi. Když tedy máte slunce *za zády*, k duze přispějí pouze ty kapky vody, které svírají stejný úhel, jaký svíráte vy, kapka a slunce (tento úhel je přibližně 42 stupňů). Ostatní kapky posílají své světlo někam jinam, a pokud se přesunete na jiné místo, jsou k vytvoření duhy, kterou vidíte na novém místě, potřeba nové kapky. Proto nemůžete jít na konec duhy, abyste našli bájné skřítky a hrnce zlata; kdekoli stojíte, duhu tvoří vzdálené kapky vody, které odrážejí a ohýbají sluneční světlo. Duha je zakřivená, protože soubor všech dešťových kapek, které svírají správný úhel mezi vámi, kapkou a sluncem, leží na kuželu směřujícím ke slunci, jehož jedním vrcholem jste vy. Duha může vypadat polokruhově, pokud slunce zapadá nebo vychází (což je vhodná doba pro pozorování duhy, protože sluneční světlo se v té době může dostat pod dešťové mraky, protože putuje vodorovně). Pokud je slunce výše na obloze, překáží mu země a vy můžete vidět méně než půlkruhovou duhu.
Douha je barevná, protože vodní kapky se chovají jako malé hranoly – to, jak moc se světlo ohýbá, když vstupuje do kapky a vychází z ní, závisí na její barvě a světlo ze slunce obsahuje příspěvky světla všech barev. Takže těch 42 stupňů nahoře je trochu jinak pro červené světlo a ještě jinak pro modré světlo – musíte se dívat na jiné místo, abyste viděli červený a modrý duhový oblouk, takže je vidíte jako různě velké oblouky na obloze a duha je barevně pruhovaná.
Douhu si můžete vytvořit sami pomocí postřikovače trávníku nebo dokonce lahve s vodou, která dokáže vytvořit jemnou mlhu. Za jasného slunečného dne se sluncem v zádech nastříkejte před sebe trochu vody různými směry, abyste zjistili, kde je duha nejlépe vidět. Podaří se vám jednu z nich obtočit dokola? Duhy se objevují na těch nejhezčích místech – někdy je můžete spatřit na dně vodopádů a dokonce i krátce v cákancích potápěčů na koupališti.

(zveřejněno 22.10.2007)

.