我們知道，當太陽光通過三棱鏡時，會發生色散現象，把原來的白色光分解成了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光．在下雨之前或大雨之後，天空中懸浮著許多微小的水珠，這些水珠起著三棱鏡的作用，當太陽光照到小水珠上，如圖1所示，進入小水珠時發生壹次折射，在小水珠內部壹部分光被反射，然後從小水珠射出時又發生壹次折射，這兩次折射壹次反射，使頻率不同的色光沿不同的方向前進，於是就發生了色散現象．由於太陽光是平行光，只有沿某壹方向射出的光最強，這就是我們看到虹的方向．這個方向與入射的太陽光的方向之間的夾角，對於紅光約等於42°，紫光約等於40°，其他色光則介於40°～42°之間，如圖2所示．由於天空中的水珠很多，只有符合上述角度的方向才能看到虹，因此站在地面上看到的虹是半圓形，在虹中內側為紫色，外側為紅色，如圖3所示．
那麽，為什麽夏天雨後往往有彩虹，而冬天卻沒有呢?因為夏天常常下雷雨或陣雨，這些雨的範圍不大，往往是這邊天空在下雨，那邊天空仍閃耀著強烈的陽光．雨過以後，天空中還懸著許多小水滴．而冬天，天氣壹般較冷，空氣幹燥，下雨機會少，陣雨就更少，多數是降雪，而降雪是不會形成虹的，所以冬天很少出現彩虹．
當太陽光在天空行進，遇到天空中細小的水滴時，光線會被折射進入水滴內，
由於不同『顏色』的光線彎曲的程度不同，於是水滴內不同顏色的光線便被分開了。
當光線第二次遇到水滴與空氣的邊界時，大部份的光線會很快又折射出去。
但少部份在水滴內經過壹次反射的光線，在第三次遇到水滴與空氣的邊界時，
部份被折射出去的光線會形成『虹
彩虹是太陽光穿透雨的顆粒時形成的。原本光是筆直行進的，但它也具有壹旦進入水中就會折射的性質。因此太陽光在通過雨的顆粒時就會折射。此時，由於光折射的角度因顏色而各異，所以七種顏色會以各自不同的角度折射。所以七種顏色會很漂亮地排列起來。這就是形成彩虹的原理。因為彩虹呈現於與太陽方向相反的天空，所以想在雨後看彩虹時要背對著太陽