Duga je optička i meteorološka pojava koji se pojavljuje na nebu, kada se sunčevi zraci prelamaju kroz sitne vodene kapi, najčešće nakon kiše. Duga se obično vidi na zastoru kišnih kapi kada posmatrač stoji okrenut leđima Suncu i gleda u smeru toga zastora.[1] Zraci svetlosti se tada razlažu na svoje osnovne komponente, u vidu trake različitih boja koja predstavlja spektar svetlosti.
Duga se može posmatrati kad god postoje kapi kiše u atmosferi a Sunce svoje zrake odsijava kroz kapi. Duga zapravo ne postoji na određenoj lokaciji, već zavisi od mesta sa kog se posmatra. Često se može videti pored vodopada, fontana ili kroz maglu. U dobrim uslovima vidljivosti (tamni oblak iza duge) može se jasno videti i sekundarna duga, koja je jedva vidljiva na plavom nebu. Kako se Sunce diže iznad horizonta, posmatrač vidi sve manji deo duge, i suprotno, kada je posmatrač na većoj nadmorskoj visini, npr. u avionu, nije nemoguće videti ceo kružni luk duge.
Delimično tumačenje duge dao je već u 16. veku Mark de Dominis. Rene Dekart je 1637. prvi protumačio nastanak duge refleksijom i lomom Sunčevih zraka u vodenim kapljicama. Tu je teoriju dopunio Isak Njutn. Teoriju o dugi usavršili su engleski astronom Džordž Bidel Eri (1837.) i austrijski meteorolog Josef Marija Pertner (1897).[2]
Nastanak duge najčešće se tumači minimalnim otklonom zraka svetlosti, koji doživi posmatrani zrak svetlosti prolazom kroz kišnu kapljicu.