彩虹是氣象中的一種光學現象。
當陽光照射到半空中的水珠，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光譜。
彩虹的七彩顏色究竟是哪七種有不同的說法，
中國最普遍的說法是（從外至內）：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。
西方的說法是：紅、橙、黃、綠、藍、靛 (Indigo)、紫，
源於科學家牛頓分解七原色後取的名字。
其實只要有空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背後以低角度照射，
便可能產生可以觀察到的彩虹現象。
彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現。
這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。
而觀察者頭上或背後已沒有雲的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。
另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。
在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工製造彩虹。
晚虹是一種罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現。
由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，
故此晚虹看起來好像是全白色。
造成彩虹的光學原理彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。
陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。
當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。
造成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然後在水滴的背面反射，
最後離開水滴時再折射一次。
因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大。
由於光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，
紅光在最上方，其他顏色在下。
雙重彩虹，上方為霓，下方為虹很多時候會見到兩條彩虹同時出現，
在平常的彩虹外邊出現同心，但較暗的副虹(又稱霓)。
副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成。
兩次反射最強烈的反射角出現在50至53，所以副虹位置在主虹之外。
因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉，外側為藍色，內側為紅色。
副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，
所以有時不被肉眼察覺而已。
彩虹其實並非出現在半空中的特定位置。
它是觀察者看見的一種光學現象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變。
當觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向。
彩虹的拱以內的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像。
所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮。
彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向，
虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40至42的位置。
因此當太陽在空中高於42度時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見。
這亦是為甚麼彩虹很少在中午出現的原因。
彩虹由一端至另一端，橫跨84。
以一般的35mm照相機，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。
倘若在飛機上，會看見彩虹會是完整的圓形而不是拱形，
而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。
蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成。
笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射。
他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數，
用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。
他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。
後來牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽光散射成彩色之後，
關於彩虹的形成的光學原理才全部被發現。
神話及宗教中的彩虹
彩虹升起的地方在中國神話中，女媧煉五色石補天，
彩虹即五色石發出的彩光。
在《聖經創世記》9:13裏，上帝在大洪水過後，
以彩虹跟諾亞及其子孫立約，再不降大洪水來毀滅世界。
在希臘神話中，彩虹(Iris)是溝通天上與人間的使者。
在愛爾蘭神話中，富有的小妖精(leprechaun)將寶藏收於彩虹的盡頭。
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