42度は雨粒のマジックナンバーだが、どの媒体にも独自の屈折率があり、光がどの程度曲がるかを決定することができる。 海の波の塩分を含んだしぶきの中の虹は、淡水の虹よりもわずかに低い角度で現れます。
光が滴の底近くに入り、内部で2回反射して51度に収束すると、2次虹が形成されます。 理論的には、滴の内部で反射する角度を増やすと、さらに多くの同時虹が可能です。 しかし、反射のたびに光の一部がドロップの外側を通過するため、ビームは暗くなり、3次および4次の虹はほとんど見えません。
虹の最も魅惑的な側面である鮮やかな色の配列は、ニュートンが彼の有名なプリズムの研究によって、太陽光が一度にすべての色でできていることを明らかにするまで、不可解であり続けました。 雨粒に入射した光は、ある角度に集光されるだけでなく、波長によって屈折率が異なるため、光を構成する色に分離、または分散させることができる。 赤に近い長波長の光は屈折率が低いため、水と空気の境界面で曲がることが少なく、高い角度で私たちの目に届きます。 一方、紫に近い短波長の光は屈折率が高く、目に届くまでの曲げ角度が大きくなっています。 つまり、赤は42度、紫は40度に見えるのです。 二次虹では、波長と最終角度の関係が逆転し、赤が51度、紫が55度となり、一次虹の逆バージョンになります。 また、ムーンボウと呼ばれる月明かりの中の虹は、しばしば無色に見えます。これは、月明かりが完全なスペクトルを欠いているからではなく、かすかな反射光があまりにも薄すぎて、目の色受容体を活性化できないためです。
まれに、主虹のカーブに沿って、いくつかの余分な細い色の弧が寄り添うことがあります。 これは、光線が異なる角度で反射して同じ場所、つまり網膜に到達するためで、その移動距離はわずかに異なります。 つまり、光の届く距離が微妙に違うのです。遠くから来た光は、半波長、全波長、半波長と、さらに長い距離を進むことができるのです。 そのため、あるビームは同調せず、あるビームは同調し、互いに打ち消し合ったり、補強し合ったりします。 こうして、明るさと空虚さが交互に現れるのです。 上弦の弓は、滴の大きさが非常に似ている霧吹きホースで作るのが最も簡単です
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