Un arco iris aparece cuando la luz blanca es interceptada por una gota de agua de la atmósfera.
Parte de la luz es refractada dentro de la gota, reflejada en su interior y nuevamente refractada hacia fuera de la gota.
La luz blanca es una mezcla de varios colores.
Cuando la luz pasa a través de una superficie líquida –en este caso, una gota de lluvia– o sólida (transparente), la refracción hace aparecer el espectro de colores: violeta o morado, índigo, azul, verde, amarillo, naranja y rojo.
Cuando la luz del sol atraviesa un tramo de la lluvia, ella es reflejada y refractada en el interior de las gotas y devuelta en varios colores al ambiente. Ese fenómeno óptico es el que puede observar fácilmente una persona. Sin embargo, el arcoíris no existe realmente, pues se trata de una ilusión óptica cuya posición aparente depende del lugar de quien observa.
Todas las gotas de lluvia refractan y reflejan la luz del sol de la misma manera, pero sólo parte de la luz entra en el ojo del observador.
Según los científicos, a veces es posible que un segundo arco iris (arco iris secundario), más débil, pueda ser visto fuera del arco iris principal. Este segundo arco iris presenta generalmente los colores invertidos al arco iris primario. Este raro fenómeno se produce cuando hay doble reflexión de la luz solar en gotas de lluvia. Debido a la reflexión adicional, los colores del arco iris se invierten en comparación con el arco iris primario.
