Duge su upečatljiv i lijep meteorološki fenomen uzrokovan lomom svjetlosti. Da bi se stvorile duge, sunce mora biti blizu horizonta, a nasuprot sunca mora biti jaka magla, magla ili kiša. Promatrač koji stoji između sunca i duge vidio bi luk boja od 180 stupnjeva koji se protežu kroz vidljivi spektar od crvene do ljubičaste. U nekim slučajevima, ako su uvjeti ispravni, formirat će se dvostruke duge, sa blijedom dugom u obrnutim bojama iznad primarne duge, au drugim slučajevima, uočena je potpuno kružna duga, obično iz unutrašnjosti zrakoplova koji leti iznad Zemlje.
Iako su duge stoljećima promatrane, pisane i prikazivane u umjetnosti, njihov uzrok nije bio shvaćen sve dok fizika nije počela istraživati svojstva svjetlosti. U suštini, uzrok duge je refleksija sunčeve svjetlosti kroz pojedinačne kapi vode. Svjetlost ulazi u vodu i odbija se s suprotne strane vodene kapi, odbijajući se natrag kroz točku ulaska. Budući da se kut ili lom svjetlosti mijenja kako se odbija, ona filtrira svjetlost u različite boje, koje se slažu s crvenom na vrhu i ljubičastom na dnu jer je crvena najduža valna duljina, a ljubičasta je najkraća.
Kada se formiraju dvostruke duge, svjetlost se lomi dvaput, uzrokujući da se slabija duga zrcali iznad primarne. Potencijalno bi se mogla formirati i trostruka duga, iako je to iznimno rijetko. Čim se voda dovoljno rasprši ili sunce krene, duga će nestati, jer uvjeti više nisu optimalni za lom svjetlosti kroz kapi. Također je moguće formiranje mjesečevog luka, iako ljudi imaju poteškoća s razlikovanjem boje u mraku, obično se pojavljuje u nijansama bijele i sive.
Ljudi koji traže duge trebali bi izaći van kad je sunce blizu horizonta i kad je bila jaka kiša ili je aktivna oluja. Ako promatrač okrene leđa suncu i pogleda u smjeru koji je neposredno suprotan suncu, on ili ona može vidjeti duge ako su uvjeti ispravni, a vrh luka nalazi se točno nasuprot Suncu. U nekim slučajevima, svjetlosni uvjeti su pravi da se duge formiraju u neposrednoj blizini promatrača: inače će duga i dalje izgledati kao da se udaljava od progonitelja sve dok konačno ne nestane, jer je promatrač zapravo prošao kroz nju. .