雨の后にできる虹は、大気中に浮かぶ水滴と太阳光によって起こります。
では、光はどのように水滴の中を通り、7色の虹となるのでしょう。
虹が7色に见えるのは、太阳光が7色に分解されているからです。プリズムを通した太阳光が、7色に分かれるのと同じ现象です。つまり、大気中の水滴がプリズムの役目をしているのですが、その光の动きは复雑です。
光は水滴に出会い、「屈折」して水滴中に入ります。そこで「分散」して7色に分かれ、色ごとに内面で「反射」して、再度水滴表面で屈折して出ていき、虹となります。
虹が7色に见えるのは、水滴中を通った太阳光が7色に分解されているからです。プリズムを通した光が、7色に分かれるのと同じ现象です。光は、ある媒质を出て他の媒质の中へと进むとき进行方向が変わり、折れ曲がります。これを「屈折」といいますが、屈折は屈折率の违いにより生じ、光の色ごと、つまり光の波长によって异なります。だから、プリズムのように条件が整えば、光の色が分离されて见えることになります。このように、波长によって屈折角が変化すること、つまり屈折率が异なることを「分散」といいます。通常の媒质では、波长が短くなるほど（青くなるほど）屈折率が大きくなります。
屈折は、媒质の中を进む光の速さの违いから起こります。この屈折现象は古くから知られていましたが、その関係性と法则を発见したのは17世纪のスネル（オランダの数学者?1580-1626）です。高速道路で见られるナトリウム灯のだいだい色の光に対する水の屈折率は、1.33です。波长が短い紫の光に対してはこれが1.34近くとなり、波长が长い赤い光に対しては1.32近くへと屈折率が変わってきます。
太阳光は、空気中の无数の水滴（球状）に出会い、屈折して水滴内に入ってきます。この屈折のときに分散して7色に分かれ、水滴の内面で「反射」して出ていくことになります（反射における光の入ってくる角度（入射角）と出ていく角度（反射角）は等しく、光は决まった方向に出ます）。水滴から出ていくときにも屈折が生じ、分散はより强调されます。主虹は1回の反射、やや暗い副虹は2回の反射で、虹を见る人の目に分散した7色の光を届けます。
虹は、太阳を背にしたときに见えます。太阳を背にして、太阳の方向から约40度の角度に见えるのが、主虹です。副虹は约53度の角度で见えることが确认されています。水滴内部で1回反射する主虹と、2回反射する副虹では、色の配列が逆になることも、横図をよく见れば理解できるでしょう。
