彩虹，简称虹，英文叫 rainbow。雨后，彩虹一般在早晨或者傍晚出现，很少在中午。夏天向天空喷一口水汽也能容易地生成小彩虹。通常说的彩虹一定是红色在外，紫色在内，呈弧形，弧高 40～ 42度。这可以通过几何光学的折射和反射定律，及地球与太阳（别的光源也可以）的关系解释，简单说就是，太阳光线通过大量小球形的水珠时，发生折射和反射后到达人的眼睛，形成了色彩分开的虚像。频率高的光波折射的程度要大于频率低的光波，于是彩虹中红色在外，紫色在内，中间有各色光带。

与彩虹相对的是“霓”，它也叫副虹，位于“虹”的外圈，一般不出现，或者即使出现亮度和鲜艳程度也不及虹。英文中，与霓对应的是“ secondary rainbow”，也称二级虹、次级虹，弧高 52～ 54.5度。“霓”的色彩正好与虹相反，即外圈是紫色，内圈是红色。霓的成因也与折射和反射有关，只不过它是二次内反射（ double或 twointernal reflections）的结果（所以亮度减少）。严格说在主虹（即通常的虹）内侧，还有复杂的光学现象，要用到其他其他理论才能解释。据说 Carl Boyer写过一本书《虹：从神话到数学》（ The Rainbow From Myth to Mathematics， 1959），大概讲述人们认识虹的历史过程。

历史上关于虹有大量描写和论述，朱熹就正确地指出过虹的形成与小水珠有关。在近代科学史上，笛卡儿（ Rene Descartes， 1637）和牛顿都专门研究过虹，有精确的解释。有趣的是，意大利的一位还用现象学的方法研究过虹，他做了许多现象学的实验，重现了几何光学关于虹的几乎全部实验结果。他试图表明，当年哥德的颜色理论也许还有用。

内圈为虹，外圈为霓：