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先看看圖一，太陽光線進入水滴後經過折射和反射。光線1穿過中心後直接向後反射，即轉向180°。光線2的轉向角度較小、光線3的角度更小，如此類推。但這個轉向角度減小情況不會維持長久。直至某一光線(光線N)，角度會反向開始增加。
圖一
圖一亦說明光線傾向集中在光線N附近射出，令該處最為光亮。事實上，138°是主彩虹形成的角度。
然而，彩虹卻是從眾多水滴走出來的光集合而成，每一種進入眼睛的顏色都從不同的水滴而來。圖二的解釋讓我們更容易明白。光線A和B從水滴中射出來的角度小於138°，故此不進入眼睛，而在我們頭上或左右側掠過。另一方面，光線C和D大約從138°射出，成為彩虹的一部分。這便解釋到為何主虹外面較暗。
圖二
在主虹以內，如光線Y，角度大於138°，到達眼睛的大部份是水滴表面反射的光。這處集合從各方射來的光線，故此亦較光亮。
【參考: "Atmospheric Phenomena"，Readings from Scientific American，W.H. Freeman and Co.，1980】
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