正如我提到的，彩虹与太阳光的颜色有很大关系，来自太阳的白光包含了我们已知的所有的颜色，乃至是我们看不到的颜色，毕竟帮助我们人类分辨颜色的视锥细胞只有三种类型，而一种拥有自生物界最繁芜眼睛的螳螂虾，拥有16种视锥细胞，你可以想一下它们眼里的天下真的和我们不一样。
我们知道光即可以完成波的行为，也可以完成一个粒子拥有的行为，关于彩虹的形成我们须要阐明光波的行为，包括反射、折射和衍射。我们先理解下太阳光为何拥有如此多的颜色？
我们若何理解太阳电磁波谱得平滑呢？我们知道太阳光属于电磁波，电磁波包括我们看得见的、看不见的，波长从数十米，拥有极低能量的无线电波到纳米波段，拥有极高能量的γ射线，波长的过度极其平缓，类似于我们常说的“无级变速”这种观点！
以是太阳光由无数种波长的光组成，而不同的波长代表不同的颜色！
这么一说，你可能会产生疑问？假如这样的话，是不是太阳光的颜色就多到数不尽了？
是的！
确实数不尽，无数种颜色！
我之前有篇文章剖析过这个问题，有兴趣的朋友可以深入的理解下：你认为彩虹只有7种颜色吗？它可能有10^4、10^6乃至10^32种
至于我们为何只能看到有限的颜色，这便是上文说的，这是我们自己眼睛的问题！
我们大概能分辨出1000万种颜色。下面我们就理解下光波的性子：
反射又分为：镜面反射和漫反射两种。
镜面反射发生在光滑的表面，比如镜子，反射的光芒都在同一方向上运动漫反射发生在粗糙的表面，反射光芒分散在不同的方向。折射当波从一种介质传播到另一种介质时，方向会发生改变造成波折。这是由于波在不同的材料中有不同的速率和波长。
光芒入射速率的改变会引起方向的改变，下图中光从空气到水的速率减慢，由于水是一种密度更大的物质，拥有较高的折射率，以是光芒向法线（N）方向波折。看下图：
上图是我创造的阐明光折射最好的例子，我们可以把小球比作光子，当第一个光子进入密度好的介质时，会发生减速，而后面的光子还在以同样的速率运行，这样就会发生错位，导致弯折！
可以想象一下一排队伍的环境，很好理解！
根据斯涅尔定律，我们知道了光在不同介质中是如何波折的。
这个公式中的n是折射率，取决于材料性子。在我们的例子中n1是空气和n2是水。折射角度θ2小于入射角θ1。那么当光从水进入空气，反过来会发生什么?
上图中我们可以看到，会发生相反的情形，反射角会大于入射角，光芒会阔别法线。我们需记住的是：
从小密度到大密度介质，光芒就向法线波折。从大密度到小密度介质，光芒就会阔别法线。每种颜色的光折射率是不同的，红光的折射率小，紫光的折射率大。
衍射从上文中，我们已经理解到，当光波从一个反射面反射回来时，光波会改变方向；当光波从一种介质通报到另一种介质(折射)时，也会改变方向。还有第三种改变方向的方法，那便是衍射。
当一个波通过狭缝或在波传播的路径上绕过一个障碍物时，就会发生衍射。上图中，你可以看到水波的行为，光波与之非常相似，光波经由狭缝后也会波折。
当光通过狭缝时，较长的波比较短的波传播得范围更广。如果我们有一盏单色灯，它的光芒经由狭缝后会分成明暗相间的条纹，如果我们有一盏白光灯，它的光芒会分成彩色条纹，也便是我们所说的光谱。
通过上面的先容，我们已经知道了光波的行为，现在我们就可以连续研究彩虹了，看看它们是如何形成的。
彩虹的形成彩虹的形成是光波折射和反射的结合，并将阳光分散成一个连续的颜色分布。彩虹涌如今雨后并不是巧合。水和光源是必不可少的两个要素，短缺一个都不会形成彩虹。
雨后，大气中有许多悬浮的小水点，水点是一种与周围空气光学密度不同的介质。水点就充当了光的折射物。当光进入和离开每一个水点时，光的路径就会发生偏差。
我们常日看到的彩虹叫做主彩虹。是光芒通过水点发生折射并在内部反射时形成的。实际上统共发生了三件事，两次折射和一次反射。首先是光芒进入水点时会发生一次折射，然后在水点内部发生一次反射，末了是光芒离开水点时又发生一次折射。
下图，来自太阳的入射光芒和射向不雅观察者眼睛的光芒之间的角度称为偏离角，对付红光与入射光的角度大约为42度。波长越短终极与入射光芒的偏离角度越小，紫色大约是40度。这便是为什么我们在彩虹的顶部看到赤色，在底部看到紫色。
我们从地面上看彩虹是一个拱，但实际上它是一个圆形。如果你从飞机上看彩虹，你可以看到全体圆形。弧内的每一个水点都在反射和折射全体可见光光谱。你可以用洒水器自己在家创造一个彩虹，也可以在瀑布处看到彩虹。
要看到彩虹，必须背对着太阳。当太阳太高的时候，彩虹会在地平线以下。最好的不雅观察韶光是清晨和傍晚，当太阳靠近地平线的时候。
关于彩虹一些有趣的事实：成千上万道彩虹、彩虹不是在一个固定的位置成千上万条彩虹关于彩虹最有趣的事情是：雨后你看到的彩虹实际有成千上万道彩虹。你向左或向右移动一点点，你看到的将不是同一道彩虹，而是一条全新的彩虹。
彩虹不是在一个固定的位置彩虹不在天空中任何一个特定的位置。当你在移动的过程中，你会看到不同的雨滴，看到不同的彩虹。每个不雅观测者都吸收到来自不同雨滴的散射光，以是如果你周围有九个人，那么你们十个人就会看到十种不同的彩虹。
双重彩虹你见过双重彩虹？我印象种真没有见过，可能是从未负责不雅观察过吧，下次一定要把稳下。上文中我们谈论过水点内部的两次折射和一次反射。要涌现双彩虹，水点中须要有第二次反射，才能形成第二道彩虹。也便是两次折射，两次反射，而上层的那道彩虹称为霓虹！
看下图：
造成虹与霓的光学事理，左上为霓，右上为虹
当涌现霓虹时，由于经由了两次反射，霓虹的颜色分布恰好和彩虹的相反。赤色在底部，紫色在顶部。而且霓虹是第一道彩虹的两倍宽，但没有第一道那么通亮，这是由于经由两次的反射后会丢失掉一部分光芒，光芒散布的区域更广。
两道彩虹之间的天空比其他的地方都要暗，在3世纪早期由亚历山大·阿佛洛狄首先描述这一征象，后来被称为亚历山大暗带。天空的一部分较暗。
颠倒彩虹（微笑彩虹）你知道天空有时会微笑吗？这便是我们常说的微笑彩虹。颠倒的彩虹被称为环天顶弧，这种征象在寒冷的景象中更常见。这些彩虹是由空气中的冰晶形成的。但它们不是真正的彩虹。环天顶弧是一种由阳光通过冰晶折射而产生的光学征象。
月虹没错，晚上也会有彩虹，这个估计大部分没见过吧。虽说玉轮不是低级光源，但它可是太阳光芒的搬运工。以是要看到玉轮上的彩虹，玉轮必须要圆，而且要离地平线很近，天空还必须阴暗，以是要在雨后日出前2 - 3小时或日掉队2 - 3小时有可能会看到月虹。
没想到一个小时候都觉得已将节制的彩虹背后原来也包含这么多科学。
