光的折射和反射
彩虹形成的基本原理是光的折射和反射。
當太陽光照射到空氣中的小水滴時，大部分光會發生折射，進入水滴，由於不同顏色的光（波長不同）在水中的折射率不同，它們在水滴中傳播的角度也會有所不同。在水滴內部，光線在接觸到水滴的後表面時會發生反射，然後再次經歷折射，從水滴射出，這個過程會導致太陽光的色散，即光線被分散成不同的顏色。
由於紅光的折射率比紫光小，紅光偏轉的角度最大，出現在彩虹的外側，而紫光偏轉的角度最小，出現在內側，從而形成了我們熟知的彩虹顏色排列順序，即從外到內為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。