彩虹效应常见于瀑布或喷泉附近。另外，这种效应可以通过在晴天将水滴分散到空气中而人为地产生。在月光强烈的夜晚，很少能看到月球彩虹或夜间彩虹。由于在低光下人类对颜色的视觉感觉很差，所以月亮通常被认为是白色的。

很难在一帧中拍摄完整的彩虹半圆，因为这需要84°的视角。对于35毫米相机，需要焦距为19毫米或更小的广角镜头。现在，可以将多幅图像拼接成全景图的软件可以从一系列重叠的相框中很容易地创建出整个弧形图像甚至次要弧形图像。

从飞机上方的地球上方，有时可能会看到彩虹为一整圈。这种现象可能与荣耀现象混淆，但荣耀通常要小得多，仅涵盖5-20°。

主彩虹内的天空比弓外的天空更亮。这是因为每个雨滴都是球体，它将光线散射到天空中的整个圆盘上。光盘的半径取决于光的波长，红光的散射角度大于蓝光的角度。在大多数光盘上，所有波长的散射光都会重叠，从而产生白光，使天空更加明亮。在边缘处，散射的波长依赖性引起彩虹。

原色彩虹弧线与弧线相切的角度为96％。第二弧光是90％极化。

光谱或彩虹中的颜色数量
使用玻璃棱镜和点光源获得的光谱是无波段的连续波长。人眼在光谱中能够区分的颜色数量约为100.因此，Munsell颜色系统（基于人类视觉感知的相同步数的用于数字描述颜色的20世纪系统）区分了100色调。主色的明显的离散性是人类感知的人造物，主色的确切数量是一种有些随意的选择。

红色橙色黄色绿色蓝色紫色靛蓝
    
牛顿承认他的眼睛对辨别颜色并不十分重要，最初（1672年）将光谱分为五种主要颜色：红色，黄色，绿色，蓝色和紫色。后来，他将橙色和靛蓝包括在内，通过类比音乐音符中的音符数量来提供七种主要颜色。牛顿选择将可见光谱分为七种颜色，这是源自古希腊诡辩家的信仰的一种信念，他们认为太阳系中的颜色，音符，已知物体与时代星期。

根据艾萨克阿西莫夫的说法，“习惯上把靛蓝列为蓝色和紫色之间的颜色，但从来没有人认为靛蓝是值得被认为是独立的颜色的尊严。在我看来，它似乎只是深蓝色。 “

彩虹的颜色模式与光谱不同，颜色饱和度较低。由于对于任何特定的波长，存在出射角度的分布，而不是单个不变的角度，所以在彩虹中存在光谱模糊。此外，彩虹是从点光源获得的弓的模糊版本，因为与彩虹的宽度（2°）相比，太阳的光盘直径（0.5°）不能被忽略。彩虹的色带数量因此可能不同于光谱带的数量，特别是如果液滴特别大或小。因此，彩虹的颜色数量是可变的。但是，如果彩虹这个词不准确地用于表示光谱，它就是光谱中主色的数量。

大家是否看到彩虹中的七种颜色与语言相对论的观念有关。有人提出建议，认为彩虹是普遍存在的。然而，最近的研究表明，观察到的不同颜色的数量以及所谓的颜色数量取决于人们使用的语言与语言颜色词少的人看到的离散颜色带较少有关

说明
返回光线在42°左右最强烈的原因是这是一个转折点 – 光线落到最外层的光环会在小于42°的位置返回，光线会在靠近其中心的位置下降。有一个圆形的光带全部返回到42°左右。如果太阳是发射平行单色光线的激光，那么在这个角度下弓的亮度（亮度）会趋于无穷大（忽略干涉效应）。 （参见苛性（光学））。但是由于太阳的亮度是有限的，并且它的光线不是全部平行的（它覆盖了半个天空的程度），所以亮度不会达到无穷远。此外，光线折射的量取决于其波长，因此也取决于其颜色。这种效应被称为分散。蓝光（短波长）以比红光更大的角度折射，但是由于来自液滴背面的光线的反射，蓝光从小液滴以比原始入射白光射线小的角度射出红灯。由于这个角度，在主彩虹弧的内侧看到蓝色，而在外侧看到红色。这样做的结果不仅是为了给彩虹的不同部分赋予不同的颜色，而且也是为了减少亮度。 （没有分散液体的液滴形成的“彩虹”将是白色的，但比正常的彩虹更亮。）

光线从一个方向（通常是从太阳直线）进入雨滴，从雨滴的背面反射回来，在离开雨滴时扇出。离开彩虹的光线以广角传播，最大强度为40.89-42°。 （注意：根据入射角度，在所遇到的三个表面的每一个表面上反射2到100％的光线，该图表仅显示与彩虹相关的路径。）

由于色散，白光在进入雨滴时分离成不同的颜色，导致红光折射得比蓝光低。
当阳光遇到雨滴时，部分光线被反射，其余部分进入雨滴。光线在雨滴表面折射。当这些光照到雨滴的背面时，其中一些会反射到背面。当内部反射的光线再次到达表面时，一些内部反射的光线会在内部反射，而另一些则在离开液滴时被折射。 （在第二次遇到表面之后，从落下反射出来的光线，从背面离开，或者继续在落下的内部弹回，与形成主彩虹无关）。整体效果是，部分入射光线在0°至42°范围内反射回来，最强光线在42°处反射回来。该角度与下落的大小无关，但取决于其折射率。海水具有比雨水更高的折射率，因此海水喷雾中“彩虹”的半径小于真彩虹。由于这些弓的错位，这是肉眼可见的。

雨滴背后的光线不会经历全内反射，并且背后会有一些光线出现。然而，从雨滴背面出来的光线不会在观察者和太阳之间产生彩虹，因为从雨滴背面发射的光谱没有像其他可见彩虹那样的最大强度，因此颜色混合而不是形成彩虹。

一个特定的位置不存在彩虹。许多彩虹存在;然而，根据特定观察者的观点，只有一个可以被看作是被太阳照射的光滴。所有雨滴都以同样的方式折射和反射阳光，但只有来自某些雨滴的光线才能到达观察者的眼睛。这光是那个观察者的彩虹所构成的。由太阳光线，观察者的头部和（球形）水滴组成的整个系统围绕通过观察者头部的轴线和与太阳光线平行的轴线对称。彩虹是弯曲的，因为在观察者，下落和太阳之间具有直角的所有雨滴都位于尖端观察者指向太阳的圆锥体上。圆锥体的底部与观察者的头部和它们的阴影之间的线形成40-42°的圆，但圆的50％或更多低于地平线，除非观察者足够远离地球表面看到这一切，例如在飞机上。或者，具有正确有利位置的观察者可以在喷泉或瀑布喷雾中看到整个圆。

数学推导
我们可以确定彩虹如下所示的感知角度。

给定球形雨滴，并将彩虹的感知角度定义为2φ，内部反射角度为2β，则太阳光线相对于液滴表面法线的入射角为2β-φ。 由于折射角是β，斯奈尔定律给了我们

sin（2β-φ）= nsinβ，
其中n = 1.333是水的折射率。 解决φ，我们得到

φ=2β – arcsin（n sinβ）。
彩虹将出现在角度φ相对于角度β最大的地方。 因此，从微积分，我们可以设定dφ/dβ= 0，并求出β，这就产生了

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将早期方程代入φ得到2φmax≈42°作为彩虹的半径角。