几千年前，人们就一直在努力解释彩虹的起源，艾萨克·牛顿在他1704年的著作中提供了第一个真正令人信服的解释。
普通白光由整个可见光谱组成，通过使用玻璃棱镜折射光，牛顿能够将光分成其组成成分的颜色。我们现在知道光的颜色是由光的波长或频率决定的：波长越长，频率越低，光越红；波长越短，频率越高，光越蓝。不同波长或频率的光被玻璃冷静折射的角度略有不同，这就是导致不同颜色扩散并形成连续光谱的原因。牛顿意识到许多不同的材料也可以折射光（包括水），这就是他理解雨滴形成彩虹的关键。
光线在液滴的路径
1、当光线穿过悬挂在大气中的水滴时，彩虹就形成了。光波穿过水滴时会改变方向，产生两个过程：反射和折射。当光线反射到水滴上时，它就会从水滴的发源地向相反的方向反射回来。当光线折射时，它会走一个不同的方向。2。
考虑一束红光入射到如下图所示的球形液滴上，我们暂时假设入射角α为45 度，我们希望计算这束光线穿过水滴时的路径。为了做到这一点，我们将使用斯涅尔定律，该定律将入射角α、折射角β和折射率n联系起来。折射率被定义为光在真空中的速度与光在所研究材料中的速度之比。
空气中的光速非常接近于真空中的光速，因此我们可以假设空气的折射率大约等于1。另一方面，水中的红光的折射率为1.33。我们可以将此信息代入斯涅尔定律，我们会发现折射角为32.12度。因此我们现在可以确定红色光线在液滴内移动时的路径。此后，一部分光线离开液滴，但至关重要的是，另一部分光线反射继续在液滴内传播。最后部分光线再次折射，以与进入液滴相同的45度角离开液滴。
彩虹角的计算
根据四边形的内角和为360度，我们有以下公式，并进行简化：
我们可以再利用斯涅尔定律，让空气的折射率为1，水对红光的折射率为4/3，于是可以得到：
把最终结果代入上式，我们可以得到：
对于这个结果，最好的方法是用图把它展示出来。我们以D(α)为纵坐标，以α为横坐标绘制曲线，如下图所示。
镜子法：将盆子放到阳光照得到的地方，将镜子浸入盆里的水中，大约和盆子底部呈45度角。调整镜子角度，等水静置后，就可在阴暗处看见“彩虹”了。如果看到彩虹很小块，只要不断调整角度就可以的。
最终，我们可以算得入射角α=59.4度，而偏转角D(α)=138度。那么这个最低点有什么意义呢？如果我们让入射角从20度到40度，则对应于偏转角D(20)-D(40)=161-145=16度的偏移；如果让入射角从50度到70度，则对应于偏转角D(70)-D(50)=141-140=1度的偏移。换句话说，当入射角α处于最低值附近时，所有偏转的光线都倾向于聚集在一起，以偏转角D(α)等于138度为中心。
因为彩虹呈现于与太阳方向相反的天空，所以想在雨后看彩虹时要背对着太阳。彩虹是气象中的一种光学现象。当阳光照射到半空中的雨点，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光谱。彩虹的七彩颜色究竟是哪七种有不同的说。
这种具有138度偏转角的光线积累意味着此角度的红光更亮更明显，与之对应的观测角42度被称为红光的彩虹角，也就是我们看到红光的最佳角度。此外，通过这种方法，我们也可以算得蓝光的彩虹角大约为40度。在这两个角度之间，我们就可以看到完整的彩虹。
彩虹的七种颜色从外至内分别为：红橙黄绿蓝靛紫。彩虹之所以都是弯曲的，也跟光穿越水滴时弯曲的程度和光的颜色有关。红色光的弯曲度最大，紫色光的弯曲度最小，所以，我们经常看到的彩虹，蓝色总是在红色下面。如果我们。
有时候我们还可以看到双彩虹，在主彩虹旁边还有一亮度较不明显的次级彩虹。我们上面计算的是光在液滴中反射一次，如果光在液滴内反射两次，那么形成的就是次级彩虹，由于篇幅有限，这里就不再进行计算。
彩虹是一种自然现象，是由于阳光射到空气的水滴里，发生光的反射和折射造成的。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内也是以不同的角度反射。当中以40-42度的反射最为强烈，形成人们所见到的彩虹。
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彩虹是怎么形成的2 彩虹的具体形成 彩虹的形成简单说就是由于阳光射入空气中接近圆型的小水滴后，发生反射和散射而形成的。具体来看除了需能满足空气中存有水滴外，还需能够满足彩虹形成的发射角度。形成彩虹水滴反射的最佳。
