下面這副圖描繪了一束太陽光投射到一滴雨滴時發生的現象。
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當一束白光從空氣中射入水滴時，其各種組成色的光會按頻率的不同而減速。紫光進入水滴時會有相對較大的偏轉。在水滴的右邊，一些光從中穿出回到空氣中，剩下的光則被反射。一些反射光又從該水滴左側穿出，經過折射再次回到空氣中。
這樣，每個雨滴就將白色的陽光分解成其組成色。那麼為什麼我們會看到寬的色帶呢，好像天空中不同的降雨區色散出不同的單色光？這是因為我們僅僅從每個雨滴中看到了一種顏色。您可以通過下圖瞭解其工作原理。
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當雨滴A對光進行色散時，只有紅光能從一個適當的角度射出，進入觀察者的眼中。而其他顏色的光束則以較小的角度射出，因此觀察者看不到它們。太陽光將以相同的方式投射到周圍所有的雨滴上，因此這些雨滴都會將紅光反射到觀察者眼中。
在空中，雨滴B的位置低一些，因此它不會將紅光反射到觀察者的眼中。在該雨滴的高度，紫光會從一個適當的角度射出，進入觀察者的眼中。雨滴B周圍的所有雨滴都將以相同的方式反射光。A和B之間的雨滴將不同顏色的光反射給觀察者，因此觀察者能夠看到完整的彩色光譜。如果您處於雨層的上面，您將能夠看到一個完整圓形的彩虹，因為光會從您的四周反射回來。而在地面上，我們則可以看到地平線以上的雨滴所形成的拱形彩虹。
有時您會看到雙彩虹——清晰的彩虹之上有一條較模糊的彩虹。較模糊的彩虹（副虹）其產生方式與清晰的彩虹相同，但不同的是，清晰的彩虹在雨滴內反射一次，而副虹則是反射兩次。由於這種二次反射，光以不同的角度從雨滴中射出，因此我們會在較高的地方看到它。如果您仔細觀察，會發現副虹中的顏色順序與主虹相反。
以上就是有關彩虹的全部內容。光與水偶然組合到一起，卻恰好共同繪製了一幅美麗的自然圖畫。
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