当光线(通常是阳光)穿过悬挂在大气中的水滴时，彩虹就形成了。光波穿过水滴时会改变方向，产生两个过程：反射和折射。当光线反射到水滴上时，它就会从水滴的发源地向相反的方向反射回来。当光线折射时，它会走一个不同的方向。
彩虹的形成是因为白光进入水滴，在水滴中向几个不同的方向弯曲。当这些弯曲的光波到达水滴的另一边时，它们会反射回液滴，而不是完全穿过水。由于白光在水中是分开的，折射光在人眼看来是不同的颜色。
每一种颜色的波动都有不同的长度，由于红光波长较长，所以最常出现在彩虹的外缘。同样，其他颜色也根据它们的波长排序。然而，这些光波是肉眼看不到的。这些看不见的光线出现在彩虹的两边，紫外线比紫光短，x射线甚至比紫外线短。
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