为什么雨后天上有彩虹：光线折射形成色带

为什么雨后天上有彩虹，本质是阳光穿过空中悬浮的细小水滴，先后发生折射、反射、二次折射，白光被拆分出红橙黄绿蓝靛紫七种色光，形成弧形光带；需要同时满足三个条件，阳光在你身后、空气中有大量小水珠、太阳仰角低于42度，太阳仰角高于42度时，地面观测者无法看到彩虹，高空飞行器上有机会看到完整圆形彩虹。

为什么雨后天上有彩虹的光学过程

阳光属于复合白光，里面混合不同波长的可见光，红光波长更长，紫光波长更短。白光进入水滴表面时，传播速度改变，行进方向发生弯折，这个现象就是折射。不同颜色的光折射角度不一样，红光偏折程度偏小，紫光偏折程度偏大，白光在进入水滴的瞬间就开始分开。

分开后的色光抵达水滴后壁，会发生一次内反射，光线调转方向，再从水滴前壁射出，再次折射进入空气。两次折射加一次内反射，把原本混在一起的色光彻底散开，不同颜色沿着不同角度射向你的眼睛，你就能依次看到分层的彩色弧带。

水滴的大小会影响彩虹的观感。直径偏大的雨滴形成的彩虹颜色饱和度更高，边界清晰；雾状微小水珠生成的彩虹亮度偏低，色彩柔和，也就是常说的雾虹。

雨后场景适配的原因

降雨结束之后，地面空气湿度高，空中留存大量分散的微小水珠，这些水珠独立悬浮，刚好充当天然的分光棱镜。大雨持续降落的时候，水珠互相粘连合并，很难维持适合分光的细小球形状态，所以大雨当中很少看见彩虹。

云层逐步散开，阳光可以穿透云层照射到水汽区域，这是雨后更容易出现彩虹的配套条件。如果雨停之后天空持续全阴，没有直射阳光，哪怕水汽充足，也无法形成彩虹。

你不能面向太阳找彩虹。

彩虹的位置永远和太阳分居你的两侧，你转动身体，彩虹的相对位置也跟着移动，不存在固定不变的彩虹实体。你看到的彩虹，只是无数水滴向你眼睛投射的彩色光线集合，换一个观测位置，接收光线的水滴群体完全不同，别人看到的彩虹和你看到的并不是同一组水滴形成。

可直接复现的简易验证方法

你可以在晴天背对太阳，用喷壶持续喷出细密水雾，只要水雾足够均匀，太阳角度合适，就能在水雾里制造出小型彩虹，这个实验可以直接印证彩虹形成的整套原理，不需要等待降雨。

该现象的适用边界是，观测者和光源之间必须存在大量独立球形水珠，冰晶只会形成日晕这类光学现象，冰晶无法生成普通彩虹。部分雨后会出现副虹，也就是霓，它是光线在水滴内部发生两次反射产生，色彩顺序和主虹相反，亮度通常更弱，很多时候不容易被肉眼捕捉。