彩虹为什么是弧形的？
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彩虹的形成是光的折射现象，雨后天空悬浮着无数的小水滴，当太阳光照射到小水滴上时，一部分折射进入小水滴，进入的光线照射到小水滴的另一侧时，被反射回来，然后再一次照射到小水滴与空气的界面，有一部分光折射出来，被人眼看到，就会呈现七彩斑斓的虹。
下图就是阳光在小水滴中传播的过程，其中α是由小水滴射出的光线与入射到小水滴上的光线的夹角，该角的大小随入射光线的方向而变化，研究表明，只有α最大时才能被人眼观察到。对于同一种色光，α的最大值是一定的，比如红光α的最大值是42o，因为太阳光近似平行光，这样，人眼通过小水滴看到的同一种色光就是以人眼为顶点的圆锥面，所以，人眼看到的光是一个圆弧，确切地说是一个圆。因为通常人在地面上观察，视觉范围受到限制，圆的下部被遮挡，只看到上部，如果赶巧坐飞机看到彩虹，就能观察到彩虹是圆形的。
另外，不同的色光α的最大值不同，随波长的减小而减小，在太阳的七种色光中，红光最大，紫光最小。人眼观察时，按红橙黄绿蓝靛紫的顺序形成的圆锥顶角依次减小，因此，彩虹是外红内紫的。