彩虹每种颜色的光波由于波长和折射率不同，各有特定的弯曲角度。加上地球表面的大气层是弧形，从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!
严格来说，彩虹并不是弯的，而是圆形。因为看的人在地面上，彩虹的另一半被大地遮挡，所以只能看到半个环。那为什么会形成弧形形状呢？
原因一：光的波长决定光的弯曲程度
事实上如果条件合适的话,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→折射 后射向我们的眼睛所形成. 不同颜色的太阳光束 经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约 180 - 42 = 138度.也就是说,若太阳光与地面水平,则观看彩虹的仰角约为 42度.
想象你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下.白色的阳光（彩虹中所有颜色的组合）穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴.当一道光束碰到了水滴,会有两种可能：一是光可能直接穿透过去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前缘,在进入时水滴内部产生弯曲,接着从水滴后端反射回来,再从水滴前端离开,往我们这里折射出来.这就是形成彩虹的光。
光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长（即颜色）而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与HS光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光。
每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。
若你用一条假想线,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.既然蓝色与假想线只呈 40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。
原因二：与地球的形状有很大的关系
由于地球表面是一个曲面并且被厚厚的大气所覆盖,雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射.同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!
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