Vaikka 42 astetta on sadepisaroiden maaginen luku, jokaisella väliaineella on oma taitekertoimensa, joka määrittää, kuinka paljon valo taipuu. Sateenkaari valtameren aallon suolaisessa suihkussa näkyy hieman pienemmässä kulmassa kuin makean veden sateenkaari.
Toissijainen sateenkaari muodostuu, kun valo tulee lähemmäs pisaran pohjaa ja heijastuu sen jälkeen kahdesti sisäisesti, jolloin se konvergoituu 51 asteessa. Teoriassa vielä useammat samanaikaiset sateenkaaret ovat mahdollisia useammissa kulmissa, kun pisaran sisällä on enemmän heijastuksia. Jokainen heijastus kuitenkin himmentää sädettä, koska osa valosta kulkee sen sijaan pisaran ulkopuolelle, joten kaikki kolmannen ja neljännen asteen kaaret ovat lähes aina näkymättömiä.
Sateenkaaren lumoavin piirre – elävä väriloisto – jatkoi hämmennystä, kunnes Newton paljasti kuuluisan prismoja koskevan työnsä avulla, että auringonvalo koostuu kaikista väreistä kerralla. Valon taittuminen sadepisaraan tullessaan ja sieltä lähtiessään ei ainoastaan keskitä valoa tiettyihin kulmiin, vaan myös erottaa tai hajottaa valon sen eri väreihin, koska taittuminen vaihtelee aallonpituuden mukaan. Pidemmillä aallonpituuksilla, jotka ovat lähempänä spektrin punaista ääripäätä, on alhaisemmat taitekertoimet, mikä tarkoittaa, että ne taipuvat vähemmän ilman ja veden rajapinnassa ja saavuttavat silmämme suuremmissa kulmissa. Lyhyemmillä aallonpituuksilla, jotka ovat lähempänä spektrin violettia ääripäätä, on puolestaan korkeampi taitekerroin, mikä tarkoittaa, että ne taipuvat kauemmas alaspäin laajemmissa kulmissa, kun ne palaavat silmiimme. Punainen näkyy siis 42 asteen kulmassa, kun taas violetti näkyy 40 asteen kulmassa. Toisessa sateenkaaressa aallonpituuden ja loppukulman välinen suhde kääntyy päinvastaiseksi, jolloin syntyy ylösalaisin oleva versio ensimmäisestä sateenkaaresta, jossa punainen on 51 asteen kulmassa ja violetti 55 asteen kulmassa.
Mutta sateenkaari voi heijastaa vain sitä valoa, jota sillä on käytettävissään. Auringonnousun tai auringonlaskun aikana syntyvät kaaret, jolloin sironta on poistanut suurimman osan sinisestä valosta, ovat lähes kokonaan punaisia, ja kuunvalossa syntyvät kaaret, niin sanotut kuunkaaret, näyttävät usein värittömiltä, mikä ei johdu siitä, että kuunvalosta puuttuisi koko spektri, vaan siitä, että heikko heijastunut valo on aivan liian hämärää aktivoidakseen silmiemme värireseptoreita.
Harvinaisissa tapauksissa muutama ylimääräinen, kapea värikaari pesii pääsateenkaaren kaarella. Nämä ylimääräiset kaistat, joita kutsutaan ylimääräisiksi kaariksi, tulevat siitä, että valonsäteet heijastuvat eri kulmista saavuttaakseen saman paikan – verkkokalvosi – mikä tarkoittaa, että ne kulkevat hieman eri etäisyyksiä. Pidemmälle kulkevat säteet pystyvät suorittamaan ylimääräisen puolivaiheen, täyden vaiheen, puolitoista vaihetta ja niin edelleen. Tämä ero aiheuttaa sen, että jotkin säteet eivät ole synkronoituja ja jotkin säteet ovat synkronoituja, jolloin ne kumoavat tai vahvistavat toisiaan. Näin kirkkaus vuorottelee tyhjyyden kanssa. Ylimääräisiä kaaria on helpointa tuottaa sumuletkulla, jonka pisarat ovat hyvin samankokoisia.