Duha není náhodný jev, který by mohl mít pokaždé jiné zbarvení. Její podoba je pevně daná fyzikou světla a vodních kapek. Když sluneční paprsek vstoupí do kapky, láme se, uvnitř se odráží a při výstupu se znovu láme. Různé barvy se lámou pod různými úhly, a tak se bílé světlo rozloží na spektrum. To, co vidíme, je výsledek závislosti indexu lomu na vlnové délce. Červené světlo se láme nejméně, fialové nejvíce. Proto se barvy na obloze vždy seřadí od červené přes oranžovou, žlutou, zelenou, modrou až po fialovou. Pořadí se nemění, protože se nemění fyzikální vlastnosti vody a světla.

Mnoho lidí si myslí, že duha je jen jeden oblouk. Ve skutečnosti se často objevuje i sekundární duha, která má barvy v opačném pořadí. Vzniká při dvojím vnitřním odrazu v kapce. Mezi oběma oblouky bývá tmavší pás, tzv. Alexandrův pás. Pokud chcete duhu vidět v plné kráse, potřebujete slunce nízko nad obzorem a déšť před sebou. Pomůže i tmavé pozadí, třeba bouřkový mrak. Podrobnosti o tom, jak vzniká duha a tipy na pozorování, najdete v přehledném článku, který se věnuje i méně známým jevům, jako jsou dvojité duhy nebo mlžné oblouky. Právě díky pevným zákonům optiky můžeme duhu předpovídat a těšit se z její stálé podoby.

Barvy duhy jsou tedy vždy stejné a ve stejném pořadí. Není to otázka náhody ani pozorovatele. Každá kapka funguje jako miniaturní hranol a všechny kapky spolupracují na stejném výsledku. Úhel, pod kterým se duha zobrazuje, je přibližně 42 stupňů pro hlavní oblouk a 51 stupňů pro vedlejší. Proto se duha nikdy neobjeví třeba v poledne vysoko nad hlavou. Ať se na ni díváte kdekoli na světě, uvidíte stejnou posloupnost barev. To je důkaz, že přírodní zákony platí univerzálně a nezávisle na místě či čase.