Pro fázovou rychlost každého vlnění platí v = λf
kde λ je vlnová délka vlnění a f je frekvence vlnění. Frekvence vlnění je dána zdrojem světla a nezávisí na prostředí, kterým se světlo šíří. Při měření rychlosti světla v různých prostředích se zjistilo, že fázová rychlost v daném prostředí závisí na frekvenci světla.Tento fyzikální jev se nazývá disperze světla. Jestliže tedy rychlost šíření světla závisí na frekvenci, musí být na frekvenci závislý i index lomu světla, což vyplývá ze vztahu pro index lomu:
c – rychlost šíření světla ve vakuu
v – rychlost šíření světla v daném prostředí
Ve vakuu a přibližně i ve vzduchu nezávisí rychlost světla na frekvenci.
Jestliže necháme dopadat bílé světlo na skleněnou desku, dojde v důsledku disperze k jevu, který můžete vidět schematicky znázorněný na následujícím obrázku.
Obr. 1: Disperze
Lomené světlo není bílé, jeho okraje mají červenou a fialovou barvu.
Jestliže necháme dopadat bílé světlo na optický hranol, bude jev ještě výraznější. V tomto případě nastává lom i na výstupní stěně hranolu, kde se rozložené světlo dalším lomem ještě více odchýlí od původního směru, což je znázorněno na následujícím obrázku:
Obr. 2: Optický hranol
Bílé světlo se při lomu rozložilo na soustavu barevných pruhů, kterou nazýváme spektrum:
Obr. 3: Spektrum
Spektrum bílého světla se skládá ze základních barev: červené, oranžové, žluté, zelené, modré a fialové.
V hranolovém spektru je vždy nejvíce odchýlena od původního směru fialová barva.
Vzduch rozptyluje ze slunečního světla nejvíce kratší vlnové délky, proto se nám obloha jeví namodralá až modrá. Je-li Slunce blízko obzoru, procházejí paprsky na cestě k nám silnou vrstvou atmosféry, jsou silně ochuzeny o krátkovlnnou část, a proto se nám Slunce jeví oranžové až červené. Více bude o tomto jevu pojednáno v kapitole Atmosférická optika.
Světlo, zvláště pak jeho krátkovlnnou část, silně rozptylují drobné kapky mlhy, proto na druhém obrázku v úvodu kapitoly Názory na podstatu světla vypadá budova, která je focena za mlhy jinak než na prvním snímku, kdy je focena za denního světla.
Teď už také můžete porozumět tomu, jak vzniká duha i tzv. dvojitá duha:
Obr. 4: Duha na vodní tříšti u vodopádu
Obr. 5: Duha při západu slunce
Podrobněji o duze v kapitole Atmosférická optika.
Obdobně vzniká i tzv. halo (barevné kruhy kolem Měsíce nebo Slunce). Halo vzniká v řídké vrstvě vysokých oblaků lomem a odrazem na ledových krystalcích tvaru pravidelných šestibokých hranolů. Kromě halo je možno pozorovat kolem Měsíce i jiný druh barevných kruhů, které vznikají v důsledku ohybu světla a nazývají se aureola (vysvětlení dále).
