光的折射和反射
彩虹的形成原因主要是光的折射和反射。
當太陽光照射到空氣中的小水滴時，光線在水滴內部發生折射，由於水滴的形狀類似於一個天然的三稜鏡，光線在水滴內部發生色散，即不同顏色的光（由於波長不同）在水滴中折射的程度不同。紅色光的折射程度比藍色光小，這使得光線在水滴內部反射並在離開水滴時再次折射，最終以特定的角度射向我們的眼睛，形成了我們所看到的彩色弧形光帶，即彩虹。
此外，如果光線在水滴內部再次反射，就會形成第二道彩虹，這被稱為「副虹」或「霓」，它的色彩比主虹更淡。彩虹通常出現在太陽的相反方向，這是因為光線從太陽照射到水滴後再反射到我們眼睛的緣故。