彩虹為什麼是弧形的?

琥珀彩虹為什麼總是弧形的呢?
30秒看懂答案
其實,彩虹本來是圓圓的形狀喔。
其實,彩虹本來是圓圓的形狀喔。彩虹看起來是弧形,是因為只有距離太陽正對面那一點約42度方向上的雨滴,才會把彩色的光送進眼睛。把這些方向連起來會變成一個圓,但在地面上,下半部被地面擋住,所以看起來是弧形。從飛機上有時還能看到圓形的彩虹。

光在雨滴裡彎折
彩虹是從太陽光進入空中的雨滴開始的。光進入雨滴時會彎折,在雨滴內側的面反射,出來時又再彎折一次。不同顏色的光彎折的程度稍有不同,所以白色的陽光會分成從紅到紫的各種顏色。
只有約42度的方向會發光
從雨滴出來的光,特別集中在和原本陽光方向相差約42度的方向。因此,當你背對太陽站著時,只有距離「太陽正對面那一點」(也就是自己影子頭部前方)約42度方向上的雨滴,才會把彩虹的光送進你的眼睛。這些雨滴排列成以眼睛為頂點的圓錐形,所以看到的彩虹是圓形的。

琥珀哪些雨滴會發光,是由看的人所在的位置決定的呢。
地面遮住了圓的下半部
在地面上時,圓的下半部被地面擋住,看不到。太陽低的早上或傍晚,能看到接近半圓的大彩虹;太陽越高,看到的弧越小;太陽太高時,從地面上就看不到彩虹了。從高山上或飛機上,有時能看到比半圓還大的彩虹,或是圓形的彩虹。
外側是紅色,內側是紫色
彩虹顏色的排列也有規則。紅光集中在稍大的角度,紫光集中在稍小的角度,所以彩虹的外側是紅色,內側是紫色。彩虹的形狀只由光前進的方向和角度決定,所以會隨著看的人的位置而改變,就算走近,也到不了彩虹的底部。
想知道更多
- 出現在主虹外側、顏色較淡的副虹,是光在雨滴中反射2次形成的,顏色的排列和主虹相反。
- 主虹和副虹之間看起來稍暗的天空,以大約1800年前記錄它的人物命名,叫做「亞歷山大暗帶」。
- 晴天時背對太陽,用水管或噴霧器噴出細細的水,就能自己做出小小的彩虹。

琥珀彩虹其實是圓形。因為地面遮住了下半部,我們才會看到弧形喔。
三選一小測驗
彩虹為什麼看起來是弧形的?
看答案
- 雨雲是圓的
- 地球是圓的
- 圓的下半部被地面擋住
圓的下半部被地面擋住 距離太陽正對面那一點約42度的雨滴會把光送進眼睛,所以彩虹本來是圓形。在地面上,下半部被擋住了。
距離太陽正對面那一點約42度的雨滴會把光送進眼睛,所以彩虹本來是圓形。在地面上,下半部被擋住了。
下一題 ›參考資料
- Why are Rainbows Curved as Semicircles?University of Illinois Physics Van(英文)
- Rainbows(Physics 302l 講義ノート)The University of Texas at Austin(英文)
- RainbowsUniversity of St Andrews(英文)
本文內容是在 2026-10-03 確認上列資料後撰寫的。隨著研究進展,說明也可能改變。照片的出處標示在各照片下方。



