為什麼彩虹是彎的?

彩虹每種顏色的光波由於波長和折射率不同，各有特定的彎曲角度。加上地球表面的大氣層是弧形，從而導致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹!

嚴格來説，彩虹並不是彎的，而是圓形。因為看的人在地面上，彩虹的另一半被大地遮擋，所以只能看到半個環。那為什麼會形成弧形形狀呢？

原因一：光的波長決定光的彎曲程度

事實上如果條件合適的話,可以看到整圈圓形的彩虹.彩虹的形成是太陽光射向空中的水珠經過折射→反射→折射 後射向我們的眼睛所形成. 不同顏色的太陽光束 經過上述過程形成彩虹的光束與原來光束的偏折角約 180 - 42 = 138度.也就是説,若太陽光與地面水平,則觀看彩虹的仰角約為 42度.

想象你看着東邊的彩虹,太陽在從背後的西邊落下.白色的陽光（彩虹中所有顏色的組合）穿越了大氣,向東通過了你的頭頂,碰到了從暴風雨落下的水滴.當一道光束碰到了水滴,會有兩種可能：一是光可能直接穿透過去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前緣,在進入時水滴內部產生彎曲,接着從水滴後端反射回來,再從水滴前端離開,往我們這裏折射出來.這就是形成彩虹的光。

光穿越水滴時彎曲的程度,端視光的波長（即顏色）而定——紅色光的彎曲度最大,橙色光與黃色光次之,依此類推,彎曲最少的是紫色光。

每種顏色各有特定的彎曲角度,陽光中的紅色光,折射的角度是42度,藍色光的折射角度只有40度,所以每種顏色在天空中出現的位置都不同。

若你用一條假想線,連接你的後腦勺和太陽,那麼與這條線呈42度夾角的地方,就是紅色所在的位置.這些不同的位置勾勒出一個弧.既然藍色與假想線只呈 40度夾角,所以彩虹上的藍弧總是在紅色的下面。

原因二：與地球的形狀有很大的關係

由於地球表面是一個曲面並且被厚厚的大氣所覆蓋,雨後空氣中的水含量比平時高,當陽光照射入空氣中的小水滴時就形成了折射.同時由於地球表面的大氣層為一弧面從而導致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹!