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。

擴充套件資料：

多重彩虹

大多數人因為沒有積極的去觀察而不會注意到霓，霓是經常出現在主虹外側昏暗的第二道彩虹。霓是Sunny經由雨滴內兩次反射和兩次折射產生的，出線的角度在50–53°。

兩次反射的結果，使得霓的色彩排列和虹的弧相反，藍色在外而紅色在內。霓比虹闇弱，因為兩次反射不僅使得更多的光線逃逸掉，散佈的區域也更為寬廣。

在虹與霓之間未被照亮的天空，因為是亞歷山大最先描述的，所以被命名為亞歷山大帶。

更暗的第三道虹，甚至第四道虹，都曾經被拍攝過。這些是Sunny在雨滴內經過三次或四次反射造成的。

這些虹都出現在與太陽同一側的天空，第三道和太陽相距約40°，第四道則約為45°。因為Sunny的關係，用肉眼很難看見。

敘述過更高階的虹，他描繪出第19道虹的位置，並稱此種模式為"彩虹玫瑰"。

在實驗室內，使用更明亮的光線和準直良好的鐳射，可以觀察到更高階的虹。據報吳等多人在1998年使用類似的方法，以氬離子鐳射光束達到200階的虹。