为什么雨后会出现彩虹：光在水滴里色散

为什么雨后会出现彩虹，核心原因是雨停后空中漂浮大量细小水珠，太阳光斜射入水珠发生两次折射、一次内反射，白光被分解成七色光，满足背向太阳、空气无厚重云层遮挡这两个条件，你就能看到彩虹；如果雨后全天阴天没有阳光，或是空中只有水汽没有液态小水滴，基本看不到彩虹，这也是秋冬干燥时节很难见到彩虹的主要原因。

光线色散的完整过程

太阳光本身是包含红橙黄绿蓝靛紫的复合白光，不同色光在水中的折射率存在差异，紫光折射幅度更大，红光折射幅度更小。阳光进入小水滴时发生第一次折射，光线拆分出不同色光；拆分后的光线在水滴内壁发生一次反射，再从水滴射出时完成第二次折射。无数水滴同时完成这套光学变化，分散的彩色光束汇聚在一起，就形成连续的弧形彩带。

观测视角固定在42度左右。

雨后更容易出现彩虹的环境条件

降雨结束后，空气中留存大量悬浮小水滴，不会快速消散，刚好充当天然三棱镜。阵雨过后常常一边放晴、一边还留有雨雾，阳光可以顺利穿透云层照射到水雾上，条件更容易达成。持续大雨过后云层密布，阳光无法穿透，就很难形成彩虹。

区分主虹与副虹的形成差异

香港天文台的观测资料显示，副虹只有在空气中小水滴体积较大、水汽浓度充足时，才会清晰显现出来。

看不到彩虹的具体边界条件

第一，太阳高度过高，正午阳光接近直射，折射角度达不到42度，几乎无法形成弧形彩虹；第二，空气只有气态水蒸气，没有液态悬浮水滴，雾天与晴天薄雾都无法形成彩虹；第三，观察者面向太阳，折射光无法进入视线，必须背对太阳观测才可以看到彩虹。