Ako na njegovoj snimci (koju možete pogledati klikom na ovaj link) ne vidite četiri luka, ne zabrinjavajte se previše. Niste jedini. Naime, na fotografiji se vide (i to jedva) samo treći i četvrti luk. Prvi i drugi nalaze se iza leđa fotografa, nasuprot Suncu. Kako onda možemo znati da je Theusnerova tvrdnja istinita? Za razumijevanje odgovora trebat će nam malo osnova optike.

Duge nastaju kada se svjetlo Sunca reflektira u kapljicama kiše ili vlage u zraku. Jednostruka refleksija stvara jedan luk, dvostruka dva i tako dalje. Sekundarna duga bljeđa je od primarne, a obje se nalaze nasuprot Suncu (fotografija gore). Mada su vrlo lijepe, dvostruke duge su uobičajene u prirodi. No treća i četvrta duga izuzetno su blijede i vrlo se rijetko viđaju - svaka sljedeća bljeđa je od prethodne. Zrake svjetlosti koje ih stvaraju u kapljicama se reflektiraju tri, odnosno četiri puta i obilaze cijeli krug, pa se javljaju na istoj strani na kojoj se nalazi Sunce (pogledajte ilustraciju desno - čovjeka zamislite kako gleda u suprotnom smjeru od strelice). Budući da su istovremeno i vrlo blijede i da se nalaze na svijetloj pozadini Sunca i neba, izuzetno ih je teško vidjeti i snimiti.

Iz svega navedenog možemo zaključiti da je Theusnerov rekord istinit. Naime, na fotografiji se vidi da su njegove duge snimljene pored Sunca, što pak potvrđuje da su trećeg i četvrtog reda, baš kako tvrdi njegovo izviješće u časopisu Applied Optics.

Odakle dugama boje?

Prekrasne boje u lukovima duge nastaju jednostavnim lomom svjetla u kapljicama vode. Naime, prilikom refleksije u kapima bijela svjetlost Sunca, koja je skup svih vidljivih frekvencija elektromagnetskih valova - od crvenih do ljubičastih - razdvaja se u boje jer svaka frekvencija (boja) ima malo drugačiji indeks loma zato što se kroz vodu kreće drugačijom brzinom. Na taj način u različitim dijelovima luka duge vidimo različite boje. Crvena boja nalazi se u vanjskom dijelu primarnog luka, a ljubičasta u unutrašnjem.

Duge trećeg reda toliko su rijetke da ih je u posljednjih 250 godina službeno zabilježeno samo pet. Michael Theusner je prvi čovjek u povijesti koji tvrdi da je vidio i snimio četverostruku dugu!