弗吉尼亚理工大学化学教授威廉·杜克提供了以下解释
图片来源：明尼苏达大学几何中心 折射。 水滴会改变穿过它的光线的角度，具体取决于光线的波长。 |
当来自太阳的光线被空气中悬浮的小水滴折射和反射时，就会出现彩虹。 需要水滴和强烈的阳光是彩虹经常在雨后出现的原因。当水滴折射阳光时，它会改变光线进入和离开水滴时的角度。角度改变多少取决于光与水分子的相互作用方式。
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来自太阳的光是不同颜色的混合物——红、黄、绿、蓝、紫——当它们叠加在一起时看起来是白色的。每种颜色与水分子的相互作用略有不同。因此，水滴会稍微不同地改变每种颜色的角度。彩虹中的水滴导致这些不同的颜色以略微不同的角度被观察到，从而呈现为不同的颜色。
彩虹中实际存在的颜色代表了光线从太阳穿过我们大气层的波长。但是我们看到的颜色略有不同，因为我们的眼睛对某些色调更敏感，例如绿色。即便如此，我们的眼睛已经进化到对太阳发出的颜色敏感。因此，我们看到的分布只是太阳发出的光波长原始分布的夸大。
图片来源：阿拉斯加荒野 午夜彩虹。 彩虹的大小——例如阿拉斯加国家野生动物保护区中的这个彩虹——取决于我们的大脑如何感知附近的特征，例如山脉。 |
彩虹形成的物理原理决定了观察者、太阳和彩虹之间的角度——但不是彩虹的绝对位置或实际大小。因此，当观察者移动时，彩虹会看起来也在移动（阻碍了寻找金罐的努力）。它的大小是人类感知的问题。我们的大脑只接收关于角度的信息。根据经验，每个人都知道远处物体的边界所对的角小于近处物体的边界所对的角。换句话说，如果头部离你足够近，一个头就可以遮挡你观看电影屏幕的全部视野。
为了衡量彩虹的大小，人脑反过来利用这种经验。它测量彩虹所对的角，然后查看周围环境中的其他特征，例如山脉。如果其他特征很远，那么大脑会将彩虹解释为一个非常大的物体。相反，如果彩虹看起来靠近观察者，它也会显得小得多。相同的效应解释了为什么当月亮位于地平线上的许多特征后面时，看起来比它在我们头顶上方时大得多。
答案发布于 1998 年 8 月 31 日