Les arcs-en-ciel se forment lorsque l'eau dans l'air réfléchit et réfracte la lumière du soleil et disperse la lumière solaire normalement blanche en lumière colorée. La lumière blanche est composée de lumière colorée qui se plie à différents angles lorsqu'elle est réfléchie et réfractée, séparant le lumière blanche dans les couleurs distinctes d'un arc-en-ciel.
Les arcs-en-ciel sont une lumière blanche dispersée dans son spectre de couleurs. Les arcs-en-ciel deviennent visibles après la lumière du soleil et les gouttes d'eau subissent une série d'actions. Premièrement, la lumière se réfracte lorsqu'elle touche la surface d'une goutte d'eau. Ensuite, la lumière se réfléchit à l'arrière d'une goutte d'eau et, enfin, la lumière se réfracte à nouveau lorsqu'elle s'en va. Ces réfractions et réflexions se produisent à des angles variables qui permettent à différentes couleurs d'apparaître.
La dispersion fait apparaître les couleurs d'un arc-en-ciel dans un motif spécifique en raison de longueurs d'onde uniques pour chaque couleur. La lumière bleue a une longueur d'onde plus courte que la lumière rouge et se réfracte à un angle plus grand, mais la dispersion due à l'étape de réflexion du processus fait apparaître la lumière bleue à un angle plus petit que le rouge. Cela se produit pour chaque couleur et c'est pourquoi les arcs-en-ciel sont colorés en rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet de haut en bas. Les arcs-en-ciel peuvent former des cercles complets, mais les spectateurs ne voient généralement que l'arc au-dessus du sol.
