白光被分解成七色光，你真的了解吗？

非常巧妙的欺骗。 他解释了彩虹的颜色。 但彩虹的形状又如何呢？

如果只是阳光被雨滴反射，那为什么每次下雨的时候都看不到彩虹呢？

当彩虹出现时，颜色不会从黑色变为白色，或者中间有一些灰色过渡？

为什么彩虹是一系列彩色弧线？ 这些弧线的形状是什么？

弧是圆的一部分。 对于每种颜色，弧线都很窄。 所有相应的圆都有相同的中心（总是在地平线以下）。 这里有趣的问题是，为什么？ 答案非常复杂，但也非常优雅。 老师让我们注意彩虹的颜色是正确的，尽管她错过了展示几何之美的好机会。

考虑特定波长（颜色）的光束和雨滴的横截面。 雨滴是球形的彩虹顶部是什么颜色，所以它们的横截面是圆形的。 来自太阳的光在雨滴的前部折射，在雨滴的后部反射，并在离开雨滴时再次折射，并沿着大致相同的路径返回。

左：光线的路径； 右：多束光线

这是一盏灯的情况，但实际上有无数盏灯。 许多非常靠近的光线通常会照射到同一个雨滴，但角度略有不同。 然而，由于聚焦，大多数光线以大致相同的方向离开雨滴。 结果是每个雨滴似乎都会发出该颜色的锥形光。 该圆锥体的轴是雨滴和太阳之间的线。 对于雨滴来说，这个圆锥体的顶角约为 42 度（取决于光的颜色）。

眼睛看到锥形光

如果你将一个圆锥体放在你的眼前，你看到的就是它的圆形底座的边缘。 更准确地说，我们的眼睛感知到的光似乎是从圆形底座发出的。 所以眼睛“看到”的是弧线。 但天空中并不存在这样的弧线：它只是由入射光线的方向造成的幻觉。

通常眼睛只能看到这条弧线的一部分。 如果太阳高高挂在天空中，则大部分弧线将位于地平线以下。 如果太阳接近地平线，眼睛几乎可以看到一个半圆形。 有时从飞机上可以看到完整的圆圈。 如果雨离您不远，弧线可能会出现在景观其余部分的前面。 此时，弧线通常只是部分的 - 如果该方向有雨，您只能看到返回的光。

由于不同颜色的光锥有不同的顶角，因此每种颜色看起来都在稍微不同的弧线上，但它们具有相同的中心。 所以我们看到一系列各种颜色的“平行”弧线。

有时您会在第一道彩虹之外看到第二道彩虹（Ni）。 它的形成方式类似，只是光线在离开雨滴之前会再反射一次。 现在圆锥体顶点的角度不同，并且颜色的顺序也颠倒了。 主彩虹内的天空较亮，主彩虹和霓虹灯之间的天空非常暗，霓虹灯外的天空中等暗。 再一次，所有这一切都可以用光的几何学来解释。 笛卡尔在 1637 年给出了这个解释。

本文改编自《数学万花筒》