Un curcubeu nu stă „pe cer” ca un obiect. Apare când lumina soarelui întâlnește multe picături de apă, iar observatorul stă cu soarele în spate și cu ploaia sau pulverizarea în față. Fără această geometrie, spectrul rămâne invizibil.

La intrarea în picătură, lumina încetinește și își schimbă direcția: refracție. Culorile se despart ușor, pentru că lungimile de undă sunt deviate inegal — dispersie. O reflexie pe peretele din spate al picăturii, apoi o a doua refracție la ieșire, trimit o parte din lumină înapoi spre ochi.

Pentru arcul principal, razele cele mai concentrate ajung la circa 40–42 de grade față de punctul opus soarelui, în funcție de culoare. Unghiul e aproximativ: variază cu lungimea de undă și, într-o măsură mai mică, cu dimensiunea picăturilor. Culorile formează un spectru continuu, nu benzi tăiate cu linia.

Toate picăturile aflate la unghiul potrivit alcătuiesc un con imaginar cu vârful în ochiul observatorului. Intersecția conului cu perdeaua de picături e un cerc. De la sol, orizontul acoperă de obicei jumătatea de jos, de aceea vedem un arc. Dintr-un avion, cu picături și sub observator, cercul poate fi aproape complet.

Fiecare persoană vede propriul curcubeu. Razele care ajung la o pereche de ochi vin din alte picături decât cele văzute de cineva aflat la un pas distanță. „Același” arc e o coincidență de unghiuri, nu un obiect comun.

Un al doilea arc, mai sus și mai slab, apare când lumina se reflectă de două ori în picătură. Ordinea culorilor e inversată. Zona mai întunecată dintre cele două arcuri se numește banda lui Alexandru.

Fotografia de peisaj arată un arc deasupra orizontului, nu un cerc de 360 de grade și nu soarele din cadru: soarele trebuie să fie în spatele camerei. Imaginea ilustrează forma, nu un experiment de laborator.

Imagine: Daniel Case, curcubeu deasupra Rezervației Samburu, Kenya. Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0. Decupată la 16:9. Licență. Fișierul original.

Surse consultate: NOAA SciJinks — What Causes a Rainbow?; Met Office — Rainbows; Rainbow | Encyclopaedia Britannica.