彩虹，又稱天弓、天虹、深紅色，簡稱彩虹，是一種大氣光學現象當陽光打在半空中的水滴上時，光線會發生折射和反射，在天空中形成拱形的彩色光譜，從外環到內環都是紅色的、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。事實上，彩虹有無數種顏色例如，紅色和橙色之間有許多細微的區別，但為了簡單起見，通常只用七種顏色作為區別。

很多人認為彩虹只能在雨后出現，但這并不全面。例如，在陽光明媚的天氣里，彩虹可能出現在背對太陽的瀑布附近或噴泉上方。也就是說，只要空氣中存在可見彩虹的條件，彩虹就可能出現。

彩虹是一種光學現象，可以用光的波動特性來解釋。彩虹由主虹和次虹組成（霓虹）組成。主虹是由水滴內部的兩次折射和一次內反射造成的，當入射光角度為40至42度時最強。次彩虹出現在主彩虹之外，這是由球形水滴內部的兩次折射和兩次內反射引起的。副虹的顏色與主虹相反，寬度是主虹的兩倍。因為水對光有色散作用，所以不同波長的光的折射率是不同的紅光的折射率小于藍光的折射率，而藍光的偏轉角大于紅光的偏轉角。因為光在水滴中被反射，觀察者看到的光譜是相反的，紅光在頂部，其他顏色在底部。所以彩虹和霓虹燈的高度是不同的，顏色的層次順序也正好相反。

霓”是與“虹”相應的自然現象。彩虹是雨天，當雨后陽光明媚時，陽光穿透殘留在空氣中的水滴并折射，散射出五顏六色的光。從外面看，彩虹大多呈弧形，出現的方向與太陽相反（半徑大的）從弧線到內弧線的顏色依次為紅色、橙、黃、綠、藍、靛、紫。霓也叫“副虹”其形成與彩虹的原理基本相同，只是光在水滴中再次反射，帶狀排列的順序與彩虹相反，內紅外紫。彩虹和霓虹主要是由于折射和反射時間的差異，導致顏色的排列相反。彩虹實際上不會出現在半空中的特定位置。觀察者看到的是一種光學現象觀察彩虹的位置會隨著觀察者的變化而變化的位置。但是當觀察者看到彩虹時，它的位置必須與太陽的方向相反。

多重彩虹

大多數人不會注意不到霓虹燈，因為他們不不要主動觀察它霓虹是一種暗淡的第二道彩虹，經常出現在主彩虹之外。霓虹是太陽光在雨滴中兩次反射和兩次折射產生的，入射角為50°–53°。由于兩次反射，霓虹的顏色排列與彩虹的弧形相反，外面是藍色，里面是紅色。霓虹比彩虹更暗，因為兩次反射不僅使更多的光逃逸，而且傳播范圍更廣。彩虹和霓虹之間的無光天空最早是由亞歷山大描述的，因此被命名為亞歷山大帶。

彩虹

更暗的第三條彩虹，甚至是第四條彩虹，已經被拍到。這些是由雨滴中陽光的三四次反射造成的。這些彩虹都出現在天空中太陽的同一側第三條路徑距離太陽大約40度，第四條路徑大約45度。由于太陽光照射，肉眼很難看到。

Felix Billet (1808–1882) 描述了更高階的彩虹，他描述了第19道彩虹的位置，并將這種模式稱為如下“彩虹玫瑰”

反射彩虹和反射彩虹

當彩虹出現在水面上的物體上時，來自不同光路的兩個互補的鏡像弧可能分別出現在水面上和水面下。他們的名字略有不同如果水面平靜，反射的彩虹將在水的地平線下呈現鏡像。陽光在到達觀察者之前被雨滴偏轉，然后被水面反射。即使在小水坑里，至少部分反射的彩虹也經常可見。

當陽光在到達雨滴之前被水面反射時，可能會產生反射彩虹如果水面足夠大，整個水面平靜并靠近雨幕，反射的彩虹可能會出現在地平線上。它在地平線處與正常的彩虹相遇，它的弧線在天空中會更高，因為它的中心在地平線以上，而正常彩虹的中心在地平線以下。由于上述條件，反射彩虹很少見。

如果反射的電弧再次反射，并且霓虹反射弧和希氏反射弧同時出現，則同時出現六個（或是8條）彩帶也是可能的。

全圓彩虹

事實上，每道彩虹都是一個圓圈，但從地面上看時，彩虹的下部被地面擋住了。因為彩虹的中心與太陽在天空中的位置有關，太陽的高度角越低，彩虹的中心越高，圓圈的更多部分上升到地平線以上。在日落或日出時，通常可以觀察到半圓形的彩虹，即半個完整的圓形彩虹。為了觀察彩虹的下部，水滴必須在觀察者的下方陽光可以照射到這些水滴上。然而，當觀測者在地面上時，這些條件很難滿足。但是如果你從高樓或飛機上觀察，你可以滿足這些條件，這樣你就可以看到完整的圓形彩虹。在日常生活中，我們可以背對太陽噴射水霧，產生一個小的圓形彩虹。

月虹

月虹（moonbow）它是月光產生的彩虹，它的光源與太陽彩虹不同，太陽彩虹是由月球表面反射的光而不是直射的陽光引起的。與太陽彩虹相比，月光彩虹較弱，因為作為光源的月球亮度相對較低。由于月虹的光照強度較低，通常無法激活人眼中感受顏色的視桿細胞，因此很難直接分辨月虹的顏色用肉眼觀察月亮彩虹通常呈現白色。如果使用專業設備拍攝月虹，可以發現月虹中的不同顏色仍然可以清晰區分。

除了光源不同之外，月亮彩虹的形成機制與太陽彩虹相似，都是由于光線在水滴中發生折射而形成的，因此月亮彩虹總是出現在月亮對面的天空中。這一現象在亞里士多德 大約在公元前350年。

與太陽彩虹不同，月亮彩虹通常出現在月亮最亮的階段，通常在滿月期間。要觀察月亮彩虹，必須滿足某些條件。月亮應該位于天空的較低位置，最好不超過42度，并且不被云遮擋。此外，光污染水平、大氣中的水蒸氣含量等因素對月虹的形成也非常重要。由于形成條件惡劣，月亮彩虹比白天陽光產生的彩虹更罕見。

雙子虹

雙子虹(Double line   rainbow)多道彩虹同時出現也是一種現象。但與多重彩虹不同的是，雙生彩虹更加罕見，而且作為雙胞胎的兩種彩虹的顏色順序是相同的。雙子座彩虹的形成被認為是由不同大小的雨水滴造成的。由于空氣阻力的影響，下落的雨滴會變平，而較大的雨滴更容易變平。當兩個不同大小的雨滴相遇時，它們各自產生略有不同的彩虹，這些彩虹可能會相互結合形成雙彩虹。

霧虹

霧虹(Fog   bow)，也稱為白虹(White   rainbow)這是一道接近白色的彩虹，由陽光的濃霧形成。霧中的水滴非常小，直徑通常小于0.05 mm時，這些小水滴的衍射效應導致了霧虹顏色的褪色。水滴越小，霧虹越接近白色，它有紅色的外邊緣和藍色的內邊緣。霧虹像普通彩虹一樣出現在天空中背對太陽的一側，其半徑比普通彩虹略小。

紅虹

紅虹(Rainbow  )它是黃昏或日出時出現的紅色彩虹。這是因為太陽 在黃昏或日出時，太陽的高度角很小，陽光必須經過很長的路徑穿過低層大氣，并被空氣分子和塵埃散射波長較短的藍色和綠色是最強的散射，紅色和黃色在剩余透射光中的比例相對較高。雨中的雨滴會進一步造成散射，導致罕見的紅色彩虹。

附屬虹

附屬虹(Extra   rainbow) 是沿彩虹內邊緣的一種或多種綠色、粉色和紫色絲帶。副虹的形成不能用經典幾何光學來解釋。這種交替的光帶是由光的相位變化引起的，并通過雨滴中不同長度的路徑相互干涉。有些光線是同相的，干涉可以相互加強，形成亮帶；然而，一些光線的相位僅相差半個波長，在干涉后，它們將相互抵消并形成暗帶。由于不同顏色的波長不同，每個亮帶的顏色也不同，形成了位于主彩虹內部的微型彩虹。當雨滴直徑小且大小均勻時，附屬彩虹最為明顯。附屬彩虹現象意味著光的波動。1804年，托馬斯楊首次解釋了這一現象。