彩虹是怎麼出現的，它的形成原理是什麼？

彩虹是一種常見的物理現象。最早研究彩虹的是法國科學家笛卡兒，1637年他發表文章解釋了彩虹是由於太陽光射入空中的水滴里，發生了折射和反射的結果。但他不明白虹的顏色和它按一定次序排列的原因。直到牛頓的三稜鏡實驗後虹的顏色才得以解釋。

當雲層中有冰晶時，太陽光經過兩次折射，正對太陽我們就會看到內紅外紫的彩色圓環，稱為「日暈」。這是由於內圈的冰晶把紅光折射入人眼（其他顏色光由於折射角大而不進入人眼），外圈冰晶把紫光折射入人眼（其他顏色光由於折射角小而不進入人眼）而成的。

當空氣中有細小的水滴時，太陽從人的背後以低角度照射。根據折射和反射理論，光經過折射→反射→折射後，紅光與入射光夾角為42°18′，紫光與入射光的夾角為40°36′。太陽光、水滴、人眼成42°左右夾角時，人眼接收到紅光（其他顏色光由於偏折角度不同而不進入人眼）。

同理，太陽光、水滴、人眼成40.5°左右夾角時，人眼只接收到紫光。最終形成一個從外到內顏色為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的同心圓環，這就是所謂的彩虹，人眼恰好正對著彩虹的中心O點。由於每個人的方位不同，看到的同心圓環也不同，所看到的彩虹是從不同水滴折射出來的，可以說每個人都有專屬於自己的彩虹。