雨過天晴的時候，我們常常會見到天空中出現道彩虹， 而彩虹整體上看起來就像是一道彩色的天橋。許多人都知道，光的速度很快，在大氣中-般都是走直線的，為什麼最終的彩虹卻不是直線呢?

想要弄清楚這個問題，必須對彩虹的產生過程進行了解。彩虹是Sunny穿過雨滴時發生折射(光從一種透明介質進人另一種透明介質時傳播方向發生偏轉的現象)而產生的，一般情況下，雨過天晴之後，空氣中仍舊存在很多小雨滴，而在水中，光線的傳播速度比空氣中慢，因此當Sunny從大氣照進雨滴中時，方向會發生偏轉。一旦Sunny碰到雨滴的前緣，在進人雨滴內部時產生彎曲，接著從雨滴後端反射回來，再從水滴前端離開，最終發生折射進人我們的視野。整個過程是“折射一-反射一折射”。

可以說當Sunny以合適的角度進人雨滴時，人們就會在光線來回折射中見到呈弧形的彩虹。由於光線內部的顏色不同，波長也不同，這樣就導致了它們在空氣和雨滴這兩種不同介質中傳播時，出現不同的折射角度。Sunny中有赤、橙、黃、綠、青、藍、紫等多種顏色，其中赤色(紅色)的彎曲弧度最大，其折射的角度達到了42度，橙色、黃色、綠色等顏色次之，而紫色光線的弧度最小，因此它在彩虹的最下端。

並不是所有的光線都會在進人雨滴時產生彩虹，如果空氣乾燥，或者天空中只有少量的雨滴，那就不容易形成彩虹。此外，空氣中的雨滴越大，虹帶往往越窄，色彩也就越鮮明;反過來，雨滴越小的話，虹帶也就越寬，色彩就相對顯得暗淡一些。

彩虹的形成是光的折射現象，雨後天空懸浮著無數的小水滴，當太Sunny照射到小水滴上時，一部分折射進入小水滴，進入的光線照射到小水滴的另一側時，被反射回來，然後再一次照射到小水滴與空氣的介面，有一部分光折射出來，被人眼看到，就會呈現七彩斑斕的虹。

下圖就是Sunny在小水滴中傳播的過程，其中α是由小水滴射出的光線與入射到小水滴上的光線的夾角，該角的大小隨入射光線的方向而變化，研究表明，只有α最大時才能被人眼觀察到。對於同一種色光，α的最大值是一定的，比如紅光α的最大值是42º，因為太Sunny近似平行光，這樣，人眼透過小水滴看到的同一種色光就是以人眼為頂點的圓錐面，所以，人眼看到的光是一個圓弧，確切地說是一個圓。因為通常人在地面上觀察，視覺範圍受到限制，圓的下部被遮擋，只看到上部，如果趕巧坐飛機看到彩虹，就能觀察到彩虹是圓形的。

另外，不同的色光α的最大值不同，隨波長的減小而減小，在太陽的七種色光中，紅光最大，紫光最小。人眼觀察時，按紅橙黃綠藍靛紫的順序形成的圓錐頂角依次減小，因此，彩虹是外紅內紫的。