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彩虹是太阳光照射在空气中的小圆形水滴上造成的色散和反射。当太阳光进入水滴时，会同时以不同的角度入射，并在水滴中以不同的角度反射。其中40到42度的反射最强，产生了我们看到的彩虹。当这种反射发生时，阳光进入水滴，折射一次，然后在水滴背面反射，最后离开水滴时再次折射。因为水对光有色散作用，不同波长的光折射率不同，蓝光的折射角大于红光。因为光在水滴中被反射，观察者看到的光谱是颠倒的，红光在顶部，其他颜色在底部。事实上，只要空气中有水滴，并且太阳以低角度照射在观测者身后，就可能出现可观测到的彩虹现象。彩虹通常出现在下午，雨过天晴的时候。此时的空气灰尘少了，充满了水滴，天空的一边因为还有雨云而漆黑一片。然而，观察者可以看到阳光，而没有头上或身后的云的覆盖，因此彩虹更容易被看到。另一个经常看到彩虹的地方是瀑布附近。天气晴朗时，可以背对太阳向空中喷水或水雾，也可以人工制造彩虹。