彩虹，又称天弓（客家话）、天虹、绛等，简称虹，是气象中的一种光学现象，当太阳光照射到半空中的水滴，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光谱，由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种颜色。事实上彩虹有无数种颜色，比如，在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色，但为了简便起见，所以只用七种颜色作为区别。太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色组成的，当照射到水滴上时会出现第一次折射，由于这7种颜色光的波长不同，它们的偏向角度也会不同，这时太阳光就会分解为7种单色光；折射后的单色光到达水滴的背面后，会按照反射规律发生反射；反射后的单色光将回到入射水滴的这一面，这时将发生第二次折射，并仍然以单色光的形式射出水滴。

彩虹，其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象，彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现，这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗，而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以制造人工彩虹。

彩虹是因为阳光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈，造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时，阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次，总共经过一次反射两次折射。因为水对光有色散的作用，不同频率的光的折射率有所不同，红光的折射率比蓝光小，而蓝光的偏向角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来，红光在最上方，其他颜色在下。因此，彩虹和霓虹的高度不一样，颜色的层递顺序也正好反过来。彩虹意旨光线经过两次折射一次反射，霓虹则是光线经过两次折射两次反射。

大多数人因为没有积极的去观察而不会注意到霓，霓是经常出现在主虹外侧昏暗的第二道彩虹。霓是阳光经由雨滴内两次反射和两次折射产生的，出线的角度在50–53°。两次反射的结果，使得霓的色彩排列和虹的弧相反，蓝色在外而红色在内。霓比虹暗弱，因为两次反射不仅使得更多的光线逃逸掉，散布的区域也更为宽广。在虹与霓之间未被照亮的天空，因为是亚历山大最先描述的，所以被命名为亚历山大带。更暗的第三道虹，甚至第四道虹，都曾经被拍摄过。这些是阳光在雨滴内经过三次或四次反射造成的。这些虹都出现在与太阳同一侧的天空，第三道和太阳相距约40°，第四道则约为45°。因为阳光的关系，用肉眼很难看见。Felix Billet （1808–1882） 叙述过更高阶的虹，他描绘出第19道虹的位置，并称此种模式为“彩虹玫瑰”。在实验室内，使用更明亮的光线和准直良好的激光，可以观察到更高阶的虹。据报吴等多人在1998年使用类似的方法，以氩离子激光光束达到200阶的虹。

月虹，又称晚虹，是一种非常罕见的现象，在月光强烈的晚上可能出现，由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色，故此晚虹看起来好像是全白色。

当彩虹出现在水面的物体上时，来自不同光路互补的两个镜弧可能分别出现在水面上和水面下。它们的名称略有不同，如果水面是平静的被反射虹将呈现镜像出现在水面的地平线下方。阳光在抵达观测者之前首先受到雨滴的偏折，然后经过水面的反射。被反射虹，至少是一部分，经常可见，甚至在小水坑都可见。当阳光在抵达雨滴前先被水面反射，它可能生成反射虹，如果水面够大，整个表面也是平静的，并靠近雨幕，反射虹便可能出现在地平线之上。它与正常的彩虹交会在地平线处，并且它的弧会在天空的较高处，因为它的中心在地平线之上，而正常彩虹的中心在地平线之下。由于需要上述条件的配合，反射虹是很罕见的。如果反射的弧再被反射，并且霓反射弧和他的反射弧同时都出现，同时出现6条（或是8条）彩带也是可能的。

全圆彩虹导因于雨滴对阳光的“内反射”所造成的，因为雨滴和空气的折射率不同导致。

双子虹，它是Twinned bows的直译，它们是本是同根生、分出两叉的彩虹。

透过浓雾阳光会产生白色的彩虹。雾滴的尺寸比雨滴小，因此并没有把光线分解成色彩分明的数道光带。雾滴产生的光带宽度要宽得多，这些光带重叠合并成白色光弧。

在日出和日落时，阳光的传播距离很长，所以绿色、黄色、甚至橙色也能被大量散射。只有红色不被散射，于是产生了单色的红色彩虹。

因为彩虹的美和它是个难以理解的现象，古人便以神话来解释地球上有彩虹这一现象，所以彩虹在神话中占有一席位。后来由伽利略研究对于光的特性之后，才能解释彩虹这个现象。1、在中国神话中：女娲炼五色石补天，彩虹即五色石发出的彩光。虹 （龙），龙的一种。2、在希腊神话中，伊里斯（Iris）是沟通天上与人间的使者。3、在爱尔兰民间传说中，矮精灵拉布列康（leprechaun）将宝藏收于彩虹的尽头。4、在印度神话中，彩虹是雷电神“因陀罗”（又译作“帝释天”）的弓，名为Indradhanush．5、在北欧神话中，彩虹桥（Bifröst）连接众神的领域“亚斯格特”（Asgård）和人类居所“中土世界”（Midgård）．也就是神和人类的交通要塞，透过彩虹桥可以往来。6、在台湾太鲁阁族、赛德克族、泰雅族中，彩虹的尽头是祖灵的所在地。7、在犹太教和基督教经典圣经创世记中耶和华让诺亚建造方舟避开洪水，之后耶和华上帝以彩虹跟诺亚及其子孙立约，不再降大洪水来毁灭世界。

彩虹是人们时常看到的一种自然界的光现象。很多人认为只有雨后才能出现彩虹。其实，这种看法是不全面的。雨后天空有时会出现彩虹，这固然是事实，但是在阳光下，喷泉或瀑布的周围也会出现彩虹；在夏天，街上奔跑的洒水车的后面，有时也会出现一段彩虹；用喷雾器在空中喷雾也可形成彩虹

。在中学物理课上，有个光的色散实验：取一个棱镜，让一束白光穿过狭缝射到棱镜的一侧面，通过棱镜后，前进方向改变，在白色光屏上形成彩色光带，顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。这与彩虹的颜色很相似。空气中飘浮有大量的小水滴。当太阳光照射到这些小水滴上，一个个的小水滴就像棱镜似地把白光分解成七种单色光，对阳光起分光色散作用

。阳光射入小水滴，即从空气这种媒质进入水这种媒质，发生一次折射，由于构成白光的各种单色光的折射率不同，紫光频率最高，其折射率最大，红光频率最低，其折射率最小，其余各色光则介乎其间。因此，光线在小水滴内产生分光现象，各色光同时在小水滴继续传播，遇到水滴的另一界面时被反射回来，重新经过小水滴内部，出来时再一次发生折射回到空气中。这样，阳光在小水滴中进行了两次折射和一次全反射就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空气中的小水滴数量很多时，阳光通过这些小水滴，经过反射和折射作用，射出来的光集中在一起，天空中美丽的彩虹就形成了

。不管天气如何，瀑布都将持续流动的溪水制造的薄雾反冲入空气，且大气层的饱和度持续推移。这就促成瀑布出色的摄影伴侣——彩虹的出现。在阳光明媚的日子，风激起海洋或湖水中的浪花，且当空气中的水雾和湿度饱和时，会形成瀑布彩虹的一个变种“喷雾虹”

。平时，我们看到的多数是一条彩虹，视角(从地面至虹顶的角度)约42°。有时在彩虹的外边还能看到一条颜色顺序与这条彩虹恰好相反，且较暗一些的另一条虹，这条叫副虹。主虹是内紫外红，副虹是内红外紫，副虹又叫霓。霓与主虹为同心的圆弧，两者之间天空比较暗，虹内、虹外天空比较明亮。霓的视角大约51°。它的成因与主虹基本相同。它是阳光在小雨滴中经过两次反射和两次折射而形成的，即折射——全反射——全反射——折射而形成的

。副虹常伴随主虹出现，它们通常比主虹细一些、暗淡些。主虹与次虹之间，那部分比周围天空暗的区域被称为 “亚历山大带”(即“暗带”)

。关键部分来了——在地平面上，我们看到的主虹与霓是半圆形的，那是因为它们下半部分被地面遮住了。若是站在高山顶上，就能看到主虹与霓的大部分。只有在晴朗的天气时，在飞机舱中向下看，才能看到主虹与霓的全貌，即完整圆环

。尽管常因地面的阻挡，令看到一个完整的彩虹非常困难，但实际上大部分可见的彩虹是呈正圆的弧(据笛卡尔称，确切弧半径为42度)。如果太阳的角度太大(例如在中午前后)，或太小(近日出或落日)，我们也不易看到虹，又因虹是阳光经小水滴反射进入我们眼睛的，所以彩虹永远出现在太阳的对面，因此朝虹见于西方，夕虹见于东方。其出现以夏季为主

。动力飞行器和空中摄影技术的出现，令众人有机会目睹宏大的圆形彩虹。所以，我们在飞机或者高山上见到的，更应该是彩虹环，而不是像加了偏光镜片的效果

这张照片是跳伞者从半空中拍摄的，可以看到一个完整的环状彩虹。但是，飞机上看到的彩虹并非每次都是完整的环状彩虹。跳伞者的高度较低，离地表较近，雾气中水滴较大，能够形成彩色虹。但飞机位于高空，高空中云滴的直径通常很小，因此通常看到的是白虹。不仅如此，只有当太阳位于天顶时才能看到标准的圆环状虹，当太阳高度角大于42°小于90°时，看到的是椭圆形虹；当高度角小于42°时，看到的则是双曲线弧段了

持续时间最长的彩虹：2017年11月30日，中国文化大学大气科学系的人员在中国台北阳明山上空连续观测到一道彩虹，它持续时间为8小时58分。（吉尼斯世界纪录）

业余摄影师CESSNA KUTZ分享的一张图片显示：一道“水平彩虹”几乎覆盖了华盛顿州萨马密斯湖的整个湖面。Kutz在接受采访时说：“我在萨马密斯湖上空见过很多彩虹，但从没见到过如此平坦的彩虹。”第一张较宽的照片显示的是当地时间下午2点左右从窗口看到的彩虹，持续了不到…

单彩虹、双彩虹也许见得多，但倒挂在天空的彩虹，你见过吗？除此之外，“倒挂彩虹”的光谱排列顺序也和彩虹不同。而“倒挂彩虹”是日光穿透卷云或层云中的数百万颗细微冰晶粒子时形成。“倒挂彩虹”就像是“彩虹在微笑”，让人心情愉悦，您见过这一难得的天象吗？

Naylor, John; Lynch, David K.; Livingston, William (2002). Out of the Blue: A 24-Hour Skywatcher's Guide. Cambridge University Press. ISBN 0-521-80925-8.

彩虹是怎么形成的？ 彩虹知识知多少？|彩虹|怎么-知识百科-川北在线 

De Rico, Ul (1978). The Rainbow Goblins. Thames & Hudson. ISBN 0-500-27759-1.

吉尼斯世界纪录有限公司[著],迟文成[译]．吉尼斯世界纪录大全2021[M]．沈阳：辽宁少年儿童出版社，2021年：第39页