想象你正凝视着东方的彩虹，夕阳正从背后的西方缓缓降落。明亮的阳光，这是彩虹中所有色彩的组合，穿越了大气层，向东行进，最终抵达你的头顶，并与从暴雨中落下的水滴相遇。当光线触及这些水滴时，有两种可能：它可以直接穿透过去，或者更有趣地，遇到水滴的前缘时，在进入水滴内部时产生弯曲，接着从水滴的后端反射回来，再从前端离开，向我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。
光穿越水滴时的弯曲程度取决于光的波长，也就是颜色。红色光的弯曲度最大，橙色光和黄色光次之，以此类推，弯曲最少的是紫色光。每种颜色都有特定的弯曲角度，阳光中的红色光折射的角度是42度，而蓝色光的折射角度只有40度，因此每种颜色在天空中出现的位置都是不同的。
如果你用一条假想的线连接你的后脑勺和太阳，那么与这条线呈42度夹角的地方就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧形。既然蓝色与假想线只呈40度夹角，所以彩虹上的蓝色弧形总是在红色的下方。事实上，如果条件合适的话，你可以看到整圈圆形的彩虹。
彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠，经过折射、反射、再折射后射向我们的眼睛所形成的。不同颜色的太阳光束经过这个过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约为180 - 42 = 138度。也就是说，如果太阳光与地面水平，则观看彩虹的仰角约为42度。以相同视角射向眼睛的所有光束必然在一个圆锥面上……
