彩虹的形成是由于太阳光在经过空气中的小水珠时发生折射和色散，形成一条色彩斑斓的弧形光带。通常在雨后，空气中含有大量小水珠，这些小水珠就像微小的三棱镜一样，将白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。由于不同颜色的光在折射时角度不同，因此形成了我们所看到的彩虹。
双彩虹的形成则需要太阳光在经过水珠时发生两次折射和一次反射。这种情况下，太阳光首先在水珠内部发生折射，然后在水珠外部发生一次反射，最后再次折射出来。这样就会形成一组内圈和外圈颜色相反的彩虹，即所谓的霓。霓的颜色排列与彩虹相反，外圈为紫色，内圈为红色。
至于彩虹为何有时出现单彩虹，有时出现双彩虹，这主要取决于大气当中小水珠的分布情况。当小水珠分布较广且均匀时，可以形成明显的彩虹；而在某些特定条件下，如雨后空气中的小水珠密度和水滴大小适中，太阳光线角度合适，就能形成双彩虹。不过，这种条件较为罕见，因此我们在日常生活中更多看到的是单彩虹。
