Jeff Waldstreicher, meteorolog z National Weather Service NOAA, udziela tej odpowiedzi.
światło słoneczne przechodzące przez krople deszczu powoduje tęcze w procesie zwanym załamaniem, czyli zginaniem światła przechodzącego z jednego medium do drugiego., Jest to analogiczne do pchania wózka na skraju parkingu: jeśli koła z jednej strony staczają się z chodnika na przyległy obszar trawy, wózek zacznie obracać się w kierunku trawy. Dzieje się tak dlatego, że koła poruszające się po nawierzchni są w stanie toczyć się szybciej niż koła na trawie.
w przypadku tęczy, gdy światło słoneczne uderza w kroplę deszczu, nie porusza się tak szybko przez wodę, jak przez atmosferę, więc lekko się pochyla. Światło obraca się ponownie, gdy porusza się z kropli deszczu i z powrotem w powietrze z pierwotną prędkością., Kiedy światło uderza w deszcz pod odpowiednim kątem, jest załamywane przez kroplę deszczu i wpada do naszych oczu, powodując, że widzimy tęczę.
ale w jaki sposób „białe” światło słoneczne wytwarza wielobarwną tęczę? Światło słoneczne, czyli „białe” światło, składa się w rzeczywistości z ciągłych pasm różnokolorowego światła-czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo i fioletowego. Każdy kolor ma inną długość fali lub częstotliwość, która załamuje się nieco inaczej, gdy przechodzi z jednego medium do drugiego. W rezultacie białe światło można podzielić na Kolory składowe, przechodząc przez określone medium., Na przykład pryzmat może również tworzyć tęcze, ponieważ szkło, podobnie jak KrOpLa DeSzCzU, wygina różne kolory światła pod nieco różnymi kątami.
dłuższe fale są wygięte pod większymi kątami, więc dłuższe fale są wygięte mniej niż krótsze. Kiedy światło słoneczne uderza w kroplę deszczu, fale czerwonego światła są wygięte pod kątem 42 stopni od ich pierwotnego kierunku od słońca. Krótsze fale światła fioletowego są wygięte pod kątem 40 stopni. Pozostałe kolorowe częstotliwości światła są wygięte pod kątem pomiędzy tymi dwoma., Dlatego widzimy tęcze jako ciągły pas kolorów z Czerwonym na górze i fioletowym na dole.
typowa kropla deszczu jest również sferyczna i dlatego jej wpływ na światło słoneczne jest symetryczny wokół wyobrażonej osi łączącej środek kropli i słońce. Z powodu tej symetrii, tak długo jak KrOpLa DeSzCzU jest oglądana wzdłuż linii wzroku, która tworzy kąt 40-42 stopni w kierunku słońca, różne kolory światła będą widoczne., Tak więc tęcza jest w rzeczywistości okręgiem skupionym na punkcie bezpośrednio naprzeciw słońca od obserwatora-tzw. punkcie przeciwsłonecznym-o promieniu kątowym 42 stopni.
właściwie nie widzimy pełnego koła, ponieważ ziemia staje na drodze. Im bliżej Słońca do horyzontu, tym więcej koła widzimy. Tuż o zachodzie słońca, widzieliśmy pełny półkole tęczy z wierzchołkiem łuku 42 stopnie nad horyzontem. Im wyżej słońce jest na niebie, tym mniej tęczy jest widoczne nad horyzontem.