La luz del Sol parece blanca, pero en realidad contiene muchos colores mezclados. Cuando esa luz entra en una gota de agua ocurre algo especial.
Primero, la luz cambia un poco de dirección al pasar del aire al agua. A ese cambio se le llama . Además, cada color se desvía una cantidad ligeramente distinta, de modo que la luz blanca empieza a separarse.
Parte de la luz se refleja dentro de la gota y luego vuelve a salir. Al salir, cambia otra vez de dirección. Si el ángulo es adecuado, esa luz llega a nuestros ojos separada en rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta.
Ejemplo: un de vidrio también puede separar la luz blanca en colores. Una gota de lluvia no tiene forma de prisma, pero puede producir un efecto parecido porque la luz entra, rebota y sale en ángulos distintos.
¿Por qué el tiene forma de arco? Cada gota envía hacia nuestros ojos un color concreto desde un ángulo determinado. Millones de gotas situadas en posiciones adecuadas forman un círculo alrededor de un punto opuesto al Sol. Desde el suelo, normalmente el horizonte oculta la parte inferior y vemos solo un arco. Desde un avión, en condiciones especiales, puede verse un círculo mucho más completo.
Por eso también hay una regla sencilla: para ver un arcoíris, el Sol suele estar detrás de ti y las gotas de agua delante.
A veces aparece un segundo arco más tenue. En ese caso la luz ha rebotado dos veces dentro de las gotas, y el orden de los colores se invierte.
Por qué llegamos a esta respuesta: la combinación de refracción, separación de colores y dentro de gotas está bien establecida por la física de la luz y explica tanto la forma como el orden de los colores.