彩虹，又稱天虹，簡稱為“虹”，是氣象中的一種光學現象。當太陽光照射到空氣中的水滴時，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，雨后常見。形狀彎曲，通常為半圓狀。色彩艷麗。按波長從大至小排序：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

彩虹形成

一句話：彩虹就是陽光在小水滴中發生“折射-反射-折射”后，投射到你眼中的彩色光波的***體。

就像牛頓用三棱鏡分解出了七色光（紅橙黃綠藍靛紫）一樣，陽光以一定角度射入懸浮在空氣中的水滴時，也會被分解出不同顏色的光波，而這些光波在水中的折射率不同，紅光偏折最小，而紫光最大，所以高處水滴提供紅光，低處水滴提供藍紫光，最終我們看到就是紅色在最外圈、藍紫色在最內的色彩斑斕的彩虹。

左圖為虹，右圖為霓（圖片來源：騰訊科技）

但是，如果光在水滴中多反射了一次，也就是“折射-反射-反射-折射”，那么彩色光波的排序就會恰好反了過來，這就是“雙彩虹”中的霓了。由于在各個界面biu來biu去太多次，光線的能量有損失，所以我們看到的霓的亮度比虹要小很多。　

為什么彩虹是彎的？

上文說到，每種顏色的光波由于折射率不同，各有特定的彎曲角度，陽光中的紅色光，折射的角度大約是42度，藍紫色光的折射角度約只有40度。

彩虹與人眼位置示意圖（制圖：任成英）

所以如果你畫一條假想線，連接你的后腦勺和太陽，并向你的面前延伸，那么與這條線呈40-42度夾角的地方，就是通常彩虹所在的位置。事實上，如果你有豐富的看彩虹經歷，你會發現，越是靠近紅色光波部分的彩虹，色彩越是明顯，反之，越是靠近藍紫色部分，色彩越是黯淡。所以，我們一般用紅色光波的42度左右夾角，來找彩虹位置。

彩虹即為這個圓錐體的底部圓弧。（制圖：任成英）

現在，有無數平行光線在水滴中射入射出，而最終能投射入眼睛、被你看到的，則是與平行入射光線成42度左右的光束***體，于是，我們得到了一個以你的眼睛為頂點的圓錐體，而這個圓錐底面的圓弧就是彩虹啦！但是由于有地平線的遮擋，我們大多數時候看到的彩虹就只能是半弧形的了。從這個意義來說，我們每個人看到的彩虹都是陽光“現做現賣”的專屬彩虹。

但是也有例外，比如我們可以上天呀！網上就曾流傳有一張據說是跳傘者從半空中拍攝到的環形彩虹，怎么回事呢？

（圖片來源：果殼網）

翻轉一下，就看到圓環彩虹了

把那張圓錐體的圖翻轉一下你就能明白了，而且只有當太陽高度角為90度時，你才能在“合適的高度條件+合適的水汽條件”下看到正圓形彩虹。

來源：中國氣象科普