彩虹，又稱天虹，簡稱虹，是一種很常見的物理光學現象。通常我們會在雨後Sunny出現的時候看到，天空上方會形成拱形的七彩光譜，形狀彎曲，色彩十分豔麗。大家知道彩虹形成的原因嗎?雨後彩虹是怎樣形成的?下面我們就一起學習下關於彩虹的一些物理現象知識吧!

彩虹的形成：

其實只要空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹是因為Sunny射到空中接近圓形的小水滴，造成光的色散及反射而成的。Sunny射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內也是以不同的角度反射。當中以40-42度的反射最為強烈，形成人們所見到的彩虹。彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。

彩虹的形態：

通常肉眼所見為拱曲形，似橋狀，民間常有“彩虹橋”的說法。彩虹的色彩一般為七彩色，從外至內分別為：紅、橙、黃、綠、藍、靛、在中國，也常有“赤橙黃綠青藍紫”的說法。

彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。

雨過天晴，當我們呼吸著新鮮的空氣在公園散步的時候，偶爾會看到天邊有一座彩色的拱橋連線著天地，非常美麗，這就是“彩虹”。在中國古代的神話故事中，女媧用五色石補天，彩虹就是五色石傾瀉出來的光芒；西方神話故事中，則將彩虹視為一位女神，是溝通人間與天堂的使者。總之，美麗的彩虹都寄託了人們美好的心願和嚮往。

那麼彩虹到底是如何產生的呢？這就要從Sunny的構成說起了。很久以來，人們一直以為Sunny是沒有任何顏色的，因此彩虹這一美麗的事物讓大家困惑不已。

十三世紀時，一位叫做西奧多里克的德國傳教士在一個玻璃球殼中裝滿了水，Sunny穿過時，他驚喜地發現出現了彩色的光芒。這是人類首次在實驗室中模擬了自然界中的彩虹。但他並不清楚彩虹產生的真正原因，猜測之所以出現彩色光芒，是因為Sunny透過不同深度的水以後“蛻變”成為了彩色。

幾百年後的1637年，另一位著名的物理學家笛卡爾透過實驗檢驗了西奧多里克的推測。他發現，Sunny透過不同厚度的玻璃，色彩並沒有什麼變化，從而推翻了西奧多里克的推論。在研究過程中，觀察入微的笛卡爾注意到，身邊的各種透明的物質對光線具有“彎折”的作用。這種彎折左右我們在生活中很容易觀察到，例如將一支筆插入水中，看起來筆似乎被折斷了一般。

隨著研究的深入，笛卡爾進一步發現，不同物質對光線彎折的“能力”不同，他將這種彎折光線的“能力”稱為“折射率”，並因此發現了著名的折射定律。笛卡爾的研究使得他可以初步的解釋彩虹的成因，甚至透過數學計算出了著名的“彩虹角”，即人觀看彩虹時的視線與太Sunny的夾角。不過由於對Sunny仍然沒有充分的認識，所以他無法解釋彩虹的彩色來源於何處。

直到一位大科學家出現，才使得人們揭開了彩虹的秘密，他就是大名鼎鼎的——牛頓。牛頓是科學史上劃時代的人物，在物理學、數學等諸多領域都做出了極大的貢獻，而當別人稱讚他的成就時，他卻謙遜地表示：“如果我看得更遠一點的話，是因為我站在巨人的肩膀上。”

牛頓從笛卡爾等科學家們的著述中得到了很多啟發，但他沒有迷信權威，選擇盲目地相信前輩們的推斷，而是提出了很多質疑。1666年，牛頓利用在家休假的時間，找來了一塊三稜鏡（三角形的柱狀玻璃），並將一個房間的門窗都封閉起來作為暗室，只在窗戶上開了一個小孔，讓Sunny傾瀉進來。他將三稜鏡放置在小孔後，立刻在對面的牆上看到了色彩斑斕的彩色光帶，如彩虹一般，按照紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的順序排列著。這個實驗就是著名的“三稜鏡色散實驗”，這個實驗被譽為最美的科學實驗之一。

這一發現讓牛頓興奮不已，但他並未因此沾沾自喜，停滯不前。他想，既然三稜鏡可以將Sunny分解為彩色光帶，是不是證明Sunny就是由彩色光組成的呢？他找來第二塊三稜鏡放置在彩色光帶上，仔細調整三稜鏡的位置和角度，發現彩色光帶透過第二塊三稜鏡後，又變成了沒有色彩的Sunny。

這一實驗有力地證明，Sunny是由各種不同顏色的彩色光混合而成的。借用笛卡爾關於物質“折光能力”的描述，牛頓提出，Sunny之所以能夠分解為不同顏色的光，是因為同一物質對不同顏色光的“折射率”不同。

那麼彩虹到底是怎麼產生的呢？正如牛頓發現的那樣，水這種透明物質對不同顏色的光折光能力是不同的。雨過天晴，天空中的還懸掛著許許多多的小水滴，這些水珠對Sunny中紅色部分偏折能力差一些，對綠色光的偏折能力一般，對藍紫色光偏折能力強一些，使得原本Sunny中不同顏色的光分解開，無色的Sunny因此呈現出了斑斕的色彩，這就是我們看到的“彩虹”。

實際上，彩虹不一定非要雨過天晴時的天邊才能看到，只要滿足相應的條件，在很多環境中都可以見到。例如瀑布旁邊，由於湍急的水流飛奔而下，無數的小水珠飛濺到空中，形成了濛濛的霧氣，在恰當的角度就可以看到彩虹。

同樣，城市的噴泉旁也是觀看彩虹的絕佳場地。騰空而起的水柱落下時，會在空氣中留下大量的水珠，Sunny正好的話，圍著噴泉轉一轉，也可能會看到美麗的彩虹。但觀看時一定要注意安全，不要被水花打溼哦！

彩虹是氣象中的一種光學現象，是光的折射及反射。當Sunny照射到半空中的雨點，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光譜。

彩虹七彩顏色，從外至內分別為：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。

其實只要有空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。

另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對Sunny在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工製造彩虹。

彩虹其實還分2種，一種彩虹半徑較短的內側是紅色的，而半徑較長的外側是紫色的，這就是“虹”；

還有一種彩虹實際應該被稱作“霓”，半徑較短的內側是紫色的，而半徑較長的外側是紅色的。

虹和霓有時候是並存的，有時也只有虹而沒有霓。

霓和虹都是Sunny被小水珠折射和反射所形成的彩虹現象。

光線被水珠折射兩次反射一次就叫做虹；光線被水珠折射兩次反射兩次就叫做霓。

由於霓比虹反射多一次，光線的強度較弱，所以並不常見。另外，因為霓和虹反射路徑不同，所以我們看到霓的七色剛巧與虹的七色是上下相反的。彩虹出現的時候都在早上和傍晚，這時候太陽比較接近地平線，照射的角度也就很低。

如果是在早上，太陽從東邊升上來，那麼彩虹就會在西邊天空中出現；如果是在傍晚，太陽西沉下去，彩虹就會出現在東邊天空中。

彩虹多是在雨後出現，因為一般在雨後，空氣中的水蒸氣非常多，這時候太陽出來，照射水蒸氣，就比較容易出現彩虹。但是也有特殊情況，氣候潮溼，其實有可能是因為高空中是下了小雨的，但是水汽沒有達到足夠的量，雨下到半空中還沒來得及落地就蒸發掉了。也就是說，在比較高的空中還是有很多的小水滴的。這時候，太陽出來照射空氣中的水滴，就出現了美麗的彩虹。

彩虹是由空中的雨滴像三稜鏡那樣折射分解Sunny而形成的，所以彩虹通常在白天有太陽的時候出現。然而，令人驚異的是，夜間的天空，也會出現彩虹，不過不是白天的日虹，而是月虹。

和白天的日虹一樣，月虹的形成也需要光源。夜間雖然沒有太陽，但如果有明亮的月光，大氣中又有適當的雲雨滴，便可形成月虹。月球反射太Sunny，故月光也由赤橙黃綠青藍紫這七種可見的單色光組成，從而折射出月虹也是彩色的。不過，月光畢竟比Sunny弱得多，因此形成的月虹沒有日虹那麼明亮，只能在接近滿月的時候才能看到。

不經風雨，怎見彩虹？彩虹就是一邊下雨，一邊有Sunny，Sunny照到下雨的天空，你站在合適的角度，就能看到彩虹，因為彩虹是光的折射形成的，如果沒有Sunny，是不會有彩虹的。“東邊日出西邊雨，道是無晴卻有晴”。

你也可以自己製造小彩虹，用一個噴霧器，在Sunny下噴霧，近距離觀察彩虹的形狀，當你看到自己製造的小彩虹，會不會感到即有趣？又驚喜？

彩虹是太Sunny穿透雨的顆粒時形成的。原本光是筆直行進的，但它也具有一旦進入水中就會折射的性質。因此太Sunny在透過雨的顆粒時就會折射。此時，由於光折射的角度因顏色而各異，所以七種顏色會以各自不同的角度折射。所以七種顏色會很漂亮地排列起來。這就是形成彩虹的原理。因為彩虹呈現於與太陽方向相反的天空，所以想在雨後看彩虹時要背對著太陽。夏天雨後，烏雲飛散，太陽從新露頭，在太陽對面的天空中，會出現半圓形的彩虹。虹是由於Sunny射到空中的水滴裡，發生發射與折射造成的。我們知道，當太Sunny透過三稜鏡的時候，前景的方向會發生偏折，而且把原來的白色光線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色的光帶。下過雨後，有許多微小的水滴漂浮在空中，當Sunny照射到小水滴上時會發生折射，分散成7種顏色的光。很多小水滴同時把Sunny折射出來，再反射到我們的眼睛裡，我們就會看到一條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明，紅的排在最外面，接下來是橙、黃、綠、青、藍、紫6種顏色。空氣裡水滴的大小，決定了虹的色彩鮮豔程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮豔。也比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有揹著太陽百能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。虹的出現與當時天氣變化相聯絡，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現

氣象中的一種光學現象。當太Sunny照射到空氣中的水滴時，光氣象中的一種光學現象。當太Sunny照射到空氣中的水滴時，

光線

被

折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，雨後常見。線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，雨後常見。

古代人對彩虹的觀察和研究

對彩虹的研究最早可以追溯至公元前 4 世紀。亞里士多德是第一個認真研究彩虹的人，他曾指出彩虹最為重要的幾個特徵，比如：

如果太陽在地平線上升起得不太高，彩虹就會出現。彩虹不會出現在夏日的中午我們可以同時看到兩條形狀相同但顏色順序排列相反的彩虹，其中外側那條顯得略為鬆散彩虹主要由三種（或四種）顏色組成（現代的RGB三原色理論亦基於此）

但是有一個很重要的現象亞里士多德並沒有注意到，那就是兩條虹中間的區域亮度較暗，直到公元約 200 年雅典哲學家亞歷山大（Alexander of Aphrodisia）才觀察到這個現象，所以後人就將這條暗帶命名為“亞歷山大暗帶”（dark band of Alexander）。另外，亞里士多德對彩虹的解釋並不正確，他認為只有大的鏡子可以反射出物體的全部外形，他把天空中的水滴比做小鏡子，認為這個鏡子太小了，不可能反射出整個太陽，但是又必須得有什麼東西反射出來，所以會有顏色呈現出來。而且，亞里士多德也沒有注意到光的折射作用。

在此之後，古羅馬哲學家 塞內卡 、波斯物理學家 海什木 等人也都曾發表過自己的看法。中國北宋時期一位叫 孫思恭 的精通天文歷算的進士也曾說過“虹乃雨中日影也，日照雨則有之”（沈括《夢溪筆談》），這些均只停留在對現象的思考上，沒有更多深入和本質性的研究。

彩虹是怎麼形成的

我們現在知道，彩虹的形成和光的折射有關。所以直到人們發現折射定律，彩虹問題才有條件被解決。光入射到不同介質的介面上會發生反射和折射，入射光和折射光位於同一個平面上，且與法線的夾角滿足如下關係：

其中， n 1 和 n 2 分別是兩個介質的折射率， θ 1 和 θ 2 分別是入射光（或折射光）與法線的夾角，叫做入射角和折射角。這個定律最早在公元 984 年被波斯科學家 IbnSahl 精確描述。隨後又被英國科學家 托馬斯·哈利奧特 （ 1602 年）、荷蘭物理學家 威理博•斯涅爾 （ 1621 年）、法國數學家笛卡爾（ 1637 年）等人先後獨立發現這個定律。

其中，笛卡爾利用折射定律，成功解釋了彩虹是如何形成的。笛卡爾假想在一個 AFZ 平面內，光線從 AF 處射出，人眼位於 E 處。如果這時把一個代表水滴的圓球放在 BCD 處，那麼 D 部分將呈現全紅色且比其它部分都更明亮。而無論是把球向前向後還是向左向右移動，這個現象均不會改變。笛卡爾測出此時的 ∠DEM 約為 42° （ M 為彩虹的圓心）。之後他將 ∠DEM 調得稍大一些，觀察到紅光立刻就消失了，稍小一些，則能看到黃色、藍色等其它顏色。在仔細檢查 BCD 處的球后，笛卡爾得出結論：光線 AB 在 B 點處射入球體發生折射打到 C 點，隨後在 C 點處發生反射傳遞到 D 點，並在 D 點再次發生折射而出。

上面這段話並不太好理解，轉化成現代語言就是：以空中的一個水珠為例，如下圖所示，光線在水滴內發生兩次折射和一次反射。其中α為入射角，β為折射角。容易看到，角 D（α） 就是最後的光線偏離原始方向的角度。

那如果一簇平行光線射入水珠又是什麼情況呢？如下圖所示，可以發現經水珠兩次折射後，一部分光線散射出去，還有一部分光線則非常密集地射向（大致的）同一方向。實際上 可以證明 ，下圖中越靠近紅線處的光線越密集，光強越大。這條紅線就被稱作為彩虹線。

要確定這條彩虹線的位置也並不困難。仍然以紅光為例，前面已經說過，角 D（α） 是最後的光線偏離原始方向的角度。透過簡單的幾何知識我們容易得到：

而根據折射定律，有

其中， n f,w 是紅光在水中的折射率（1.33），將上式代入到 D f （α） 的表示式中，繪製 D f （α） 的函式圖象如下圖藍線所示。從函式圖中我們可以看到，當入射角 α 範圍相等時（ I 1 = I 2 ），最後的光線偏移量範圍 J 1 比 J 2 間隔更小，也就是說入射角在 I 1 範圍內的入射光線（入射光線是平行的，但由於水珠是球形，所以幾乎每條光線的入射角都不相等，而是在一個範圍內），光線偏移量的範圍更小。即兩次折射後的光線更加密集，光強更大。

因此， D f （α） 的最小值就對應著彩虹線的位置。透過求導計算，當 α = 59.58° 時有最小值 D f (α) = 137.48° 。因此，最終的折射光線和入射光線的夾角是 180°- 137.48°= 42.52°。這正是笛卡爾尋找的 ∠DEM，也就是人眼對於彩虹的仰角，稱為紅光的“彩虹角”（Rainbow angle）。我們所看到的彩虹中紅色部分均來在這一角度附近。

當以人的眼睛為頂點，把所有與平行入射光線成 42.52° 彩虹角的光束連線起來，就形成一個紅色的圓錐體。 圓錐底面的圓弧就是彩虹。

有彩虹出現時，進入人眼的總是兩道，一道在下方，較鮮豔，稱為虹。一道在上方，較黯淡，稱為霓。它們總是同時出現。

彩虹的形成：

1、其實只要空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹是因為Sunny射到空中接近圓形的小水滴，造成光的色散及反射而成的。Sunny射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內也是以不同的角度反射。

當中以40-42度的反射最為強烈，形成人們所見到的彩虹。彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。

2、一般彩虹的出現是與天氣密切相關的，人們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。

東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。

彩虹的形狀特徵：

1、通常肉眼所見為拱曲形，似橋狀，民間常有“彩虹橋”的說法。彩虹的色彩一般為七彩色，從外至內分別為：紅、橙、黃、綠、藍、靛、在中國，也常有“赤橙黃綠青藍紫”的說法。

2、彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。

簡介：彩虹，其實只要空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象，彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現，這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗，而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天氣下背對Sunny在空中灑水或噴灑水霧，亦可以製造人工彩虹。

月虹，又稱晚虹，是一種非常罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現，由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。

原理：彩虹是因為Sunny射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。Sunny射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時，Sunny進入水滴，先折射一次，然後在水滴的背面反射，最後離開水滴時再折射一次，總共經過一次反射兩次折射。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，紅光的折射率比藍光小，而藍光的偏向角度比紅光大。由於光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。因此，彩虹和霓虹的高度不一樣，顏色的層遞順序也正好反過來。彩虹意旨光線經過兩次折射一次反射，霓虹則是光線經過兩次折射兩次反射。

由於Sunny射到空氣的水滴裡，發生光的反射和折射造成的

彩虹，又稱天弓（客家話）、天虹、絳等，簡稱虹，是氣象中的一種光學現象，當太Sunny照射到半空中的水滴，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，由外圈至內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫戴 八種顏色。事實上彩虹有無數種顏色，比如，在紅色和橙色之間還有許多種細微差別的顏色，但為了簡便起見，所以只用七種顏色作為區別。其實只要空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象，彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現，這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗，而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天氣下背對Sunny在空中灑水或噴灑水霧，亦可以製造人工彩虹。

月虹，又稱晚虹，是一種非常罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現，由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。

彩虹形成的原理：當太Sunny照射到空氣中的水滴時，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，雨後常見。

夏日，雨後初晴，Sunny明媚。瞬間，天空中出現一道彩虹，它是一道橫跨天空的七色彩帶，紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，宛如一座彩色的拱橋飛架天空。 天空中為什麼會出現五顏六色的彩虹呢？彩虹的色彩主要源於三稜鏡對白光的色散效應而解析成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等可分辨的7色。霓由於2次內反射，色序相反。

通常雨滴越大，虹越鮮豔明亮。雨滴大小不同，可以造成虹的顏色變化，甚至出現白虹。由於同一時刻，空中雨滴大小並不完全一致，即使在同一虹中，甚至同一彩色光環中，它的顏色、亮度都可能有變化。

彩虹是彎的原因：不同顏色的光，在水滴上折射的程度是各不相同的。

地球是圓的。由於地球表面是一個曲面，並且被厚厚的大氣所覆蓋，雨後空氣中的水含量比平時高，當Sunny照射入空氣中的小水滴時就形成了折射。

同時由於地球表面的大氣層為一弧面，從而導致了Sunny在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹。

其實只要空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象，彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現，這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗，而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天氣下背對Sunny在空中灑水或噴灑水霧，亦可以製造人工彩虹。

1、當光線穿過懸掛在大氣中的水滴時，彩虹就形成了。光波穿過水滴時會改變方向，產生兩個過程：反射和折射。當光線反射到水滴上時，它就會從水滴的發源地向相反的方向反射回來。當光線折射時，它會走一個不同的方向。

2、彩虹的形成是因為白光進入水滴，在水滴中向幾個不同的方向彎曲。當這些彎曲的光波到達水滴的另一邊時，它們會反射回液滴，而不是完全穿過水。由於白光在水中是分開的，折射光在人眼看來是不同的顏色。

彩虹在中國古代被視為“龍吸水”，人們還會敲著鍋碗瓢盆去趕跑彩虹。

彩虹有7色，分別是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。毛澤東有首詞《菩薩蠻·大柏地》：赤橙黃綠青藍紫，誰持彩練當空舞？雨後復斜陽，關山陣陣蒼。描寫的就是山雨後斜陽下的彩虹，還有李白的《望廬山瀑布》：日照香爐生紫煙。我猜大概李白是個色盲吧。

在嚴肅科學家的眼中，彩虹的形成簡而言之就是光的色散。而光的色散是由不同可見光的折射率和反射率的不同造成的。為什麼會不同呢？這是不同波長的光的固有屬性。

實際上，可以觀察到整圓的彩虹。條件在於，第一，太陽在空中高掛。第二，人要在空中高掛。其實這就是要滿足折射入射角度。所以大白天看到正圓彩虹的機會非常小，首先你要在空中，其次中午時分Sunny要充足，而且空中的水蒸氣不能給曬乾了。

至於題主的問題，答案應該是在某一處(滿足特定角度)的水分溼度剛好達到彩虹的形成條件，所以其他地方沒有色散現象。而人眼、入射光、水滴的位置是相對固定的，所以某一處的水滴雖然色散出各色光，但到人眼的只有某一種可見光。而另一處的水滴同樣也色散出各色光，但到人眼的可見光只有一種，所以不會造成人眼看到的光是各色光的重疊(也就是白光)。

中學時上物理課，老師把教室的窗簾拉上，讓一束白色的燈光透過三稜鏡，白光便被分成紅橙黃綠青藍紫七種顏色，形成一道小彩虹映在牆上。

自然界彩虹的形成原理與此類似，空氣中聚集的小水滴充當了三稜鏡的角色。

需要注意，看彩虹也得在合適的角度。如果有一棵大樹阻擋了你的視線，你廢力爬上了高高的樹，彩虹卻有可能消失，因為視角發生了變化。

彩虹都是大自然最令人開心的展示之一。彩虹基本上是Sunny，分散成各種顏色供我們觀看。有沒有想過“彩虹”這個詞是從哪裡來的？“雨”的一部分代表製造它所需的雨滴，而“弓”指的是它的弧形。

彩虹是在下列情況下形成的:

太陽在觀察者的位置後面，離地平線不超過42度

下雨了 ，水滴漂浮在空氣中(這就是為什麼下雨後我們會看到彩虹)

天空足夠晴朗才能看到彩虹。

雨滴的作用 Sunny被雨滴折射(彎曲)成它的成分顏色。 彩虹的形成過程始於Sunny照射在雨滴。當來自太陽的光線進入水滴時，它們的速度會慢一點(因為水比空氣密度大)。這導致光的路徑彎曲或“折射”

因此，當一束光線進入雨滴並彎曲時，它會分成不同的顏色波長。光繼續穿過水滴，直到它從液滴的背面反射，並以42°的角度離開液滴的另一側。當光線(仍然被分成不同的顏色)離開水滴時，它會加速返回到密度較低的空氣中，並向下折射到眼睛裡。 將這個過程應用於天空中的雨滴集合，瞧，你會看到一條完整的彩虹。

有沒有注意到彩虹的顏色(從外到內)總是變成紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、靛藍色、紫色？ 為了找出原因，讓我們考慮兩個層面的雨滴，一個在另一個之上。在上圖中，我們看到紅光以更陡的角度折射出水滴。因此，當一個人從一個陡峭的角度看時，較高的水滴發出的紅光會以正確的角度傳播，這就是紅色出現在彩虹頂端的原因。現在考慮下雨滴。當凝視較淺的角度時，該視線內的所有液滴將紫色光射向眼睛，而紅色光則從周邊視野中射出，向下射向腳。這就是紫色出現在彩虹底部的原因。這兩層之間的雨滴反射不同顏色的光(從下一個最長波長到下一個最短波長，從上到下排列)，這樣觀察者就能看到全色光譜。

彩虹真的是弓形的嗎？ 我們現在知道彩虹是如何形成的，但是它們在哪裡形成的呢？ 由於雨滴形狀相對圓形，它們產生的反射也是彎曲的。信不信由你，彩虹其實是一個完整的圓，只是我們看不到它的另一半，因為地面擋住了路。 太陽離地平線越低，我們就能看到越多的整圈。 飛機提供了一個完整的視角，因為觀察者可以上下觀察完整的圓形船頭。

雙彩虹 我們學習了光線如何在雨滴內部經過三步(折射、反射、折射)形成初級彩虹。但是有時候，光會擊中雨滴的背面兩次，而不是一次。這種“重新反射”的光以不同的角度(50°而不是42°)離開液滴，導致出現在主弓形上方的次級彩虹。 因為光線在雨滴內經歷兩次反射，透過四步反射的光線更少，所以第二次反射會降低光線的強度，結果光線的顏色就不那麼亮了。

單彩虹和雙彩虹的另一個區別是雙彩虹的配色是相反的。(它的顏色有紫色、靛藍色、綠色、黃色、橙色、紅色。這是因為來自更高雨滴的紫光進入人的眼睛，而來自同一雨滴的紅光從人的頭上透過。與此同時，來自較低雨滴的紅光進入人的眼睛，而來自這些雨滴的紅光直接射向人的腳卻看不見。 兩條弧線之間的那條黑帶呢？這是光線透過水滴反射角度不同的結果。

三彩虹 三彩虹和四彩虹極其罕見。它不僅需要雨滴多次反射，而且每次迭代都會產生一個較暗的弓形，這使得第三系和第四系彩虹很難看到。 當它們形成時，三重彩虹通常會被看到在主弧的內側(如上圖所示)，或者是主弧和次弧之間的小連線弧。

彩虹不在天空 彩虹不僅僅出現在天空。後院灑水器。飛濺瀑布底部的薄霧。這些都是你能看到彩虹的方法。只要有明亮的Sunny、懸浮的水滴，並且你處於合適的視角，彩虹就有可能出現！ 也有可能創造彩虹沒有包括水。舉一個這樣的例子，把水晶稜鏡舉到Sunny充足的窗戶上。