În timp ce 42 de grade este numărul magic pentru picăturile de ploaie, fiecare mediu are propriul său indice de refracție care determină cât de mult se va curba lumina. Un curcubeu în jetul sărat al unui val oceanic va apărea la un unghi ușor mai mic decât un curcubeu de apă dulce.
Un curcubeu secundar se formează atunci când lumina intră mai aproape de partea de jos a picăturii și apoi se reflectă de două ori în interior, convergând la 51 de grade. Teoretic, sunt posibile și mai multe curcubee simultane, la mai multe unghiuri, cu mai multe reflexii în interiorul picăturii. Dar fiecare reflexie întunecă fasciculul, deoarece o parte din lumină trece în schimb în exteriorul picăturii, astfel încât orice curcubeu terțiar și cuaternar este aproape întotdeauna invizibil.
Aspectul cel mai hipnotizant al curcubeului – gama vie de culori – a continuat să deruteze până când Newton a dezvăluit că lumina soarelui este formată din toate culorile în același timp, prin faimoasa sa lucrare cu prismele. Refracția luminii pe măsură ce intră și iese dintr-o picătură de ploaie nu numai că concentrează lumina în anumite unghiuri, ci și separă, sau dispersează lumina în culorile sale constitutive, deoarece refracția variază în funcție de lungimea de undă. Lungimile de undă mai lungi, mai apropiate de capătul roșu al spectrului, au indici de refracție mai mici, ceea ce înseamnă că se îndoaie mai puțin la interfața aer-apă și ajung la ochii noștri la unghiuri mai mari. Între timp, lungimile de undă mai scurte, mai apropiate de capătul violet al spectrului, au indici de refracție mai mari, ceea ce înseamnă că se îndoaie mai mult în jos, la unghiuri mai largi, în timp ce ajung la ochii noștri. Astfel, roșul apare la 42 de grade, în timp ce violetul apare la 40 de grade. Într-un arc secundar, relația dintre lungimea de undă și unghiul final este inversată, producând o versiune răsturnată a primului curcubeu, cu roșu la 51 de grade și violet la 55 de grade.
Dar un curcubeu nu poate reflecta decât lumina cu care are de lucru. Arcurile care apar în timpul răsăritului sau apusului de soare, când împrăștierea a eliminat cea mai mare parte a luminii albastre, sunt aproape în întregime roșii, iar arcurile la lumina lunii, numite curcubee de lună, vor părea adesea incolore, nu pentru că lumina lunii nu are întregul spectru, ci pentru că lumina slabă reflectată este mult prea slabă pentru a activa receptorii de culoare din ochii noștri.
În rare ocazii, câteva arcuri de culoare suplimentare, înguste, se cuibăresc de-a lungul curbei curcubeului principal. Aceste benzi suplimentare, numite arcuri supranumerare, provin de la razele de lumină care se reflectă în unghiuri diferite pentru a ajunge în același loc – retina dumneavoastră – ceea ce înseamnă că parcurg distanțe ușor diferite. Razele care călătoresc mai departe sunt capabile să completeze o jumătate de fază suplimentară, o fază completă, o fază și jumătate și așa mai departe. Această discrepanță face ca unele raze să nu fie sincronizate, iar altele să fie sincronizate, ceea ce face ca acestea să se anuleze reciproc sau să se consolideze reciproc. Astfel, luminozitatea alternează cu vidul. Arcurile supranumerare sunt cel mai ușor de produs cu un furtun de ceață, ale cărui picături sunt foarte asemănătoare ca mărime.
.