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彩虹的形成還需要特定的氣象條件：陽光、空氣中的小水滴以及適當的觀察者角度。通常，在雨后初晴的下午，天空一邊仍有雨云而較暗，另一邊則陽光普照，這時彩虹便容易被觀察到。
水滴對光的反射，折射加色散形成彩虹。色散后不同色光出射的方向不同，對一個水滴出射的光我們只有站在特定的觀察點上才能看見特定的顏色光，而我們平時是站在固定的觀察點上去看空中多個水滴，這樣，不同水滴中出射的同一種色光能夠到達眼睛，這些水滴必然是在空中排成圓弧(相對觀察者講)。如果觀察點移動，就由一組新的水滴構成一個新的圓弧，其實我們每個人看到的并不是同一個彩虹。
人造彩虹的核心是利用水滴來模擬大氣中的雨滴。當陽光照射到水滴上時，光線會進入水滴內部，發生折射，改變方向。當光線從水滴內部射出時，會發生反射，再次改變方向。
