Vzácná podívaná: Jak vzniká ohnivá duha?
Tzv. ohnivá duha patří mezi halové jevy, které vytváří lom slunečního nebo měsíčního světla na vodních kapičkách či krystalech v atmosféře. Jak přesně tento vzácný jev vzniká?
Vznik ohnivé duhy si žádá splnění několika podmínek: Předně se v cirrovitém mraku musejí vyskytovat ploché hexagonální ledové krystalky. V případě bezvýznamného proudění vzduchu mohou „naplocho“ levitovat vysoko nad zemí a každý z nich pak funguje jako účinný optický hranol, v němž se láme světlo.
Současně se Slunce či Měsíc musejí nacházet výš než 58° nad obzorem (což je u nás velmi vzácné). Potom může paprsek světla proniknout horní postavou hranolu, přičemž se zlomí a vyjde ven boční stěnou.
TIP: Nádhera! Nad Špicberky se objevila vzácná bílá duha
Při průchodu krystalem nastane disperze světla neboli rozklad na duhu a na obloze pozorujeme tzv. cirkumhorizontální oblouk či jeho úseky. Protože velmi záleží na tvaru cirrovitého oblaku, v němž se krystalky nacházejí, má zmíněný oblouk často spíš tvar střapatých plamenů – a odtud také pojmenování „ohnivá duha“.
Zákonitost duhových barev
Červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá a fialová – v tomto pořadí směrem od vnějšího okraje jsou v primární duze seřazeny barvy. Jak je možné si vznik barev duhy odvodit?
Když se vrátíme k základům fyziky, do kapitoly pojednávající o optice, možná si vzpomenete na Snellův zákon lomu. Podle něj platí, že paprsek vstupující do opticky hustšího prostředí se láme směrem ke kolmici. Přitom podíl sinu úhlu dopadu a sinu úhlu lomu se rovná relativnímu indexu lomu. Pojďme si pravidlo převést do podmínek vzniku duhy – paprsek vstupující do opticky hustšího prostředí ze vzduchu do dešťové kapky se láme ke kolmici.
TIP: Čtyřnásobná duha nad New Yorkem: Vzácný úkaz je kouzlem geometrie
Relativní index lomu je v tomto případě přibližně 1,33. Ještě si připomeňme, že viditelné světlo se skládá ze záření o různých vlnových délkách, které následně vnímáme jako různé barvy – delší vlnové délky od barvy červené, po kratší vlnové délky a barvu fialovou. Dále platí, že záření kratších vlnových délek se při vstupu do hustšího prostředí láme víc, a proto má každá barva, nejen v duze, rozdílný index lomu.
Barva, intenzita a šířka jednotlivých barevných oblouků v duze závisí na velikosti dešťových kapek. Tak například, pokud se poloměr dešťových kapek pohybuje v intervalu 0,5–1 mm, na duze je patrný široký fialový pruh s jasně zelenou a červenou barvou. Jestliže jsou dešťové kapky veliké 0,1–0,15 mm, je duha téměř bez červené barvy.
