Powstawanie tęczy

Światło białe jest mieszaniną wszystkich barw jest światłem złożonym. Każda barwa ma inną długość fali a co za tym idzie częstotliwością. Kolor czerwony ma największą długość sięgającą do 700 nm, a fioletowe najkrótszą około 400 nm. Jeśli światło przechodzi przez granicę substancji przezroczystych o różnych prędkościach rozchodzenia się fali to część wiązki odbija, a część załamuje się czyli zmienia kierunek rozchodzenia się fali. Jeżeli światło przechodzi z powietrza do wody to kąt załamania jest mniejszy niż promień padający, jeśli przechodzi z wody do powietrza to kąt załamania jest większy od kąta padania. Okazuje się, że każdy kolor załamuje się nieco inaczej. Najbardziej załamuje się kolor fioletowy (ma największy współczynnik załamania), a najmniej czerwony. Po przejściu przez granicę dwóch ośrodków światło białe ulega więc rozszczepieniu na poszczególne kolory tworząc kolorowe widmo. Po jednokrotnym załamaniu rozszczepienie jest słabo widoczne dlatego do otrzymania widma używamy pryzmatu gdzie następuje dwukrotne załamanie. Pomimo faktu, że w tęczy występuje niemal ciągłe widmo kolorów, tradycyjnie uznaje się, że kolorami tęczy są: czerwony (na zewnątrz łuku), pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy (wewnątrz łuku). Tęcza powstaje gdy świeci Słońce, a naprzeciwko z drugiej strony nieba pada deszcz. Wtedy promienie słoneczne padające zza pleców obserwatora załamują się i odbijają w kroplach wody znajdujących się w powietrzu. Przy powstawaniu tęczy głównej światło słoneczne najpierw załamuje się w kropli deszczu, a potem część wiązki odbija się od tylnej warstwy, a część załamuje się na niej, ale tej wiązki nie widzimy ponieważ ginie w blasku Słońca. Po odbiciu światło załamuje się powtórnie i wychodzi na zewnątrz w postaci pasma barw. Czasami pojawia się słaba tęcza wtórna na zewnątrz tęczy głównej. Barwy tej drugiej tęczy ułożone są odwrotnie. Powstaje ona z tych promieni, które dwukrotnie ulegną odbiciu wewnątrz kropli deszczu i dopiero potem wychodzą na zewnątrz. Ponieważ dwukrotnie tylko około jednej trzeciej wiązki odbija się od powierzchni kropli, to tęcza wtórna jest słabsza lub niewidoczna. Podobnie jak w zwykłej tęczy, światła załamanego na tylnej ścianie nie obserwujemy.
Tęcze można obserwować patrząc na spadające krople z fontanny lub węża do podlewania ogrodów. Należy się ustawić między Słońcem a fontanną, zwracając się przodem do fontanny.