Tęcza - zjawisko optyczne, łuk na niebie składający się z siedmiu kolorów spektrum ( widma optycznego) w postaci wstęg. Powstaje na skutek załamania się, odbicia i rozszczepienia promieni słonecznych w kroplach deszczu lub mgły. Zjawisko to zostało opisane przez Teodoryka z Fryburga w XIV wieku.

Jak wiemy światło rozchodzi się z różną prędkością w zależności od tego w jakim ośrodku się porusza. Najszybciej porusza się w próżni gdzie jego prędkość w przybliżeniu wynosi 300000 km/s. Jednakże prędkość światła przy przechodzeniu prze określony ośrodek zależy także o długości fali światła, czyli od jego częstotliwości, jest to tzw. zjawisko dyspersji światła. Światło białe jest światłem złożonym, składa się z wielu "promieni" różniących się od siebie długością fali, a co za tym idzie częstotliwością. Z inną prędkością będzie się poruszała składowa czerwona światła, a z inną składowa fioletowa. Tylko w próżni wszystkie składowe będą się poruszać z jednakowymi prędkościami. Wskutek tej różnicy prędkości, kąty załamania także będą różne dla poszczególnych składowych światła. Najprościej zaobserwować dyspersję światła, poprzez oświetlenie światłem białym pryzmatu. Jeśli ustawimy za pryzmatem ekran, zaobserwujemy powstanie na nim pięknej kolorowej tęczy. Powstała tęcza, wynika bezpośrednio z różnicy współczynników załamania dla poszczególnych barw składowych. Najmniejszy współczynnik załamania ma barwa czerwona, i dlatego też jej kąta załamania jest najmniejszy. Natomiast najbardziej odchyla się od początkowego kierunku padania barwa fioletowa, gdyż w wyniku dyspersji, współczynnik załamania dla tej barwy jest największy. W ten sposób światło białe ulega rozszczepieniu na jego poszczególne składowe. Pryzmaty są używane w ten sposób do analizy świateł złożonych, a także do wydzielania światła monochromatycznego - jedna barwa o określonej częstotliwości.

Jako pierwszy, w sposób rzeczowy i naukowy opisał tęczę Arystoteles, który tłumaczył jej powstawanie, zjawiskiem załamania się światła na drobinach wody unoszących się w powietrzu. Wytłumaczenie to prawidłowo opisywało okrągły kształt tęczy, ale nic nie mówiło o tym skąd się biorą kolory tęczy. Jednakże był to wystarczający opis przez bardzo długi czas, bo panował, aż do 1253 r. Wtedy to Robert Grosseteste, pracownik naukowy uniwersytetu oksfordzkiego, przeprowadził szereg doświadczeń który ukazywały w jaki sposób światło ulega rozszczepieniu na kropli wody. Jak białe światło zamienia się w wiązkę kolorowych promieni. Następnie Roger Bacon, kontynuował pracę Grosstest'iego, badając zachowanie się światła po przejściu przez naczynia wypełnione wodą. Te wszystkie doświadczenia, doprowadziły pod koniec XIII w do opracowania spójnej teorii, ostatecznie uformowanej przez Dietricha z Fryburga, a która poprawnie opisywała zjawisko powstawania tęczy.

Badani nad powstawaniem tęczy prowadził także Kartezjusz. Swoje wyjaśnienia opublikował w swoim traktacie w 1967 roku. Kartezjusz, mając na uwadze to że tęcza powstaje tylko wtedy gdy światło słoneczne pada na krople deszczu znajdujące się w powietrzu, zaczął badać powstawanie tęczy przy różnych wielkościach kropel wody. Kartezjusz bardzo dokładnie analizował bieg promieni słonecznych, padających na ogromną kroplę wody, której modelem było naczynie wypełnione wodą. Jego analiza opierała się przede wszystkim na doświadczalnych obserwacjach. Kartezjusz wykreślał bowiem precyzyjnie bieg promieni słonecznych po przejściu przez kroplę. Zauważył, iż najbardziej kolorowa i jaskrawa tęcza powstaje gdy światło ulega pojedynczemu odbiciu wewnątrz kropli. Zauważył także powstawanie drugiego słabiej widocznego łuku, który to pojawiał się na zewnątrz głównego łuku. Przy opracowywaniu swoich doświadczeń, Kartezjusz musiał znać naturę odbicia i załamania się światła przy przejściu prze granicę dwóch ośrodków. Prawa te odkrył już wcześniej pewien holenderski uczony, jednak nie zdążył ich opublikować. Kartezjusz sformułował je i opublikował w swoim traktacie, przypisując ich autorstwo sobie.

Zjawisko tęczy bywa niekiedy zjawiskiem dosyć niepożądanym. Tak jest w przypadku szyb zespolonych. Często ludzie skarżą się na nie uważając, iż są wadliwe. Jednak to że widoczne są na nich pewne barwne wzory to nie jest wina wady szkła, czy jakichkolwiek zanieczyszczeń. Ale tylko i wyłącznie światła, którego promienie przechodząc przez taką szybę, załamują się, odbijają i interferują ze sobą. W wyniku interferencji powstają prążki, których rozróżniamy dwa typy: prążki Newtona i prążki Brewstera. W szybach typu float, obserwuje się prążki Brewstera, ich powstawanie wynika, z tego, iż szyby takie są dosyć płaskie i mają bardzo małe wahania grubości. Kolorowe wzory, które powstają widoczne są tylko pod określonymi kątami patrzenia. W przypadku prążków Newtona, powstawanie wzorków jest spowodowane wadami zestawów szklanych, które powodują powstawanie kolorowych okrągłych wzorów w centrum szyby. Takie zestawy szklane powinny być wymienione.