彩虹是由將太陽光分解成不同波長或顏色的水滴形成的。而我們平時看見的彩虹只是半弧形的，這是因?yàn)榈仄骄€擋住了它的下半部分。而太陽的高度可以決定彩虹弧度的多少，太陽在天空中越低，彩虹的底部就越高。因此站得越高，看到的彩虹弧度就越完整。

形成原因

由于地球表面是一個曲面并且被厚厚的大氣所覆蓋，雨后空氣中的水含量比平時高，當(dāng)陽光照射入空氣中的小水滴時就形成了折射。同時由于地球表面的大氣層為一弧面從而導(dǎo)致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹。

目擊現(xiàn)場

來自西澳大利亞州佩斯的攝影師科林-萊昂哈特在旅行經(jīng)過科茨洛灘時，拍到了一個全圓形彩虹。

科林說：“我們當(dāng)時在結(jié)束一次航拍的返程途中，直升機(jī)經(jīng)過一片陣雨區(qū)。當(dāng)我們穿過雨區(qū)邊緣的時候，太陽正在落山，位置很低，陽光正好打造出這一奇特的彩虹。它就在我們的正前方形成了?！?/p>

于是科林拿出相機(jī)，抓拍下了全圓形彩虹的形成過程。

據(jù)美國國家航空航天局介紹，全圓形彩虹現(xiàn)象和觀測者位置有很大關(guān)系，主要是由雨滴對陽光的內(nèi)反射形成的。

形成條件

空中漂浮的小水滴就像一個個球形透鏡，陽光射入水滴后，經(jīng)過折射、反射再折射出來，進(jìn)入我們的眼睛。本來的白光進(jìn)入水滴后，會像牛頓的三棱鏡實(shí)驗(yàn)一樣，由于折射而分成不同的色光，所以彩虹才有不同的顏色。

空氣中布滿水滴，為什么我們只看到一道彩虹，而不是到處都有彩虹呢?這是因?yàn)楣饩€入射水珠的位置，只有一個角度會讓折射出的光線強(qiáng)度最大(見圖A)。這就是解讀彩虹現(xiàn)象的最基本原理：入射光和眼睛見到色光的視線間有一個固定的夾角。

因此，并不是只有空中某些特別的水珠會產(chǎn)生彩虹，而是只有在特定角度的水珠所折射出來的色光才能進(jìn)入我們的眼睛。這個角度和不同色光的折射率有關(guān)，例如紅光的折射率較小，夾角較大(約42°13')；反之，紫光折射率小，夾角就較小(約40°30')。這就造成紅色在上、紫色在下的彩虹。

因?yàn)殛柟馐瞧叫腥肷洌缮鲜鲈砗汀安⑿芯€同位角相等”定理，進(jìn)入眼中的色光會因?yàn)榭諝庵械乃閷雍穸鹊脑黾佣訌?qiáng)，這就是為什么大雨后的彩虹較清楚、小雨后的較淡薄的原因。

由于固定夾角的限制，當(dāng)太陽在我們頭上時，折射的光線不能進(jìn)入眼睛，所以看不到彩虹。必須到下午4點(diǎn)以后，彩虹才會在山巒或城市的天際出現(xiàn)，而且隨著時間越接近傍晚，彩虹的位置會越高，這也是前述基本原理的應(yīng)用。

根據(jù)同樣的原理，考慮以通過眼睛平行于入射陽光的直線為軸，旋轉(zhuǎn)在你眼中造成彩虹的入射光線，這時，進(jìn)入眼睛的折射色光，會轉(zhuǎn)出一個圓錐面。如果入射光與地面不平行(例如下午4點(diǎn)時)，這個圓錐面投射到我們眼里，看起來只是一段短圓弧。但是到了傍晚，陽光平行于地面時，我們眼中的彩虹，就幾乎是正半圓。

由于地球表面是一個曲面并且被厚厚的大氣所覆蓋，雨后空氣中的水含量比平時高，當(dāng)陽光照射入空氣中的小水滴時就形成了折射。同時由于地球表面的大氣層為一弧面從而導(dǎo)致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹。

科學(xué)證明，所有的彩虹都是全圓形的，只是我們平時無法從地面上看到。想要看到全圓形彩虹是非常難得的，必須具備“天時地利”的條件，所以通常只有飛行員才能見到這種自然奇觀。

相似現(xiàn)象

火焰彩虹

火焰彩虹，是極為少見的景象，只有太陽處于天頂，太陽光穿射過高海拔處的卷云，并且卷云富含冰晶時，火焰彩虹才有可能產(chǎn)生?；鹧娌屎缫步胁屎缭?。

冰彩虹

氣象官員又將冰彩虹稱作"22度虹"，因?yàn)檫@種環(huán)形結(jié)構(gòu)是在太陽周圍22度范圍內(nèi)形成的。這種視覺現(xiàn)象是由大氣里的盤狀冰晶反射陽光形成的冰彩虹，這些冰晶所在的云團(tuán)一般很薄，而且是一簇簇聚集在一起，常被稱作卷云。只有當(dāng)太陽升得很高(大約位于地平線上方58度范圍內(nèi))，而且它發(fā)出的光正好從高空卷云里穿過時，才能看到這種罕見現(xiàn)象。太陽的高度決定了這種光暈的清晰度。而且卷云里的冰晶必須呈六邊形，而且薄薄的冰片必須與地面平行。

月亮彩虹

我們都知道，彩虹是經(jīng)常在雨后出現(xiàn)的，而且經(jīng)常會出現(xiàn)。但是，這種月亮彩虹并不經(jīng)常被人們看到。因?yàn)樵铝敛屎缧纬傻臈l件比較少見，它一般都是在滿月或者是馬上就滿月的夜晚，而且還需要在月亮低垂的時候才會發(fā)生這種現(xiàn)象。這種月亮彩虹看起來特別的獨(dú)特，非常漂亮。最經(jīng)?？吹皆铝敛屎绲牡胤骄褪窃诿绹目膊m大瀑布那里，還可以看到很漂亮的月亮彩虹。