太阳光的光谱是几乎连续的（有少量人无法识别的吸收线），所以说人们所谓的「七色」，其实是非常主观的。

可见光的波长范围约是380nm~750nm，下图展示了各个频率对应的颜色（左边为380nm，右边为750nm）

彩虹产生的一个原因是，光在微小的水滴中，经过两次折射、两次全反射，到达人的眼睛中（如上图所示）。在这个过程中，不同频率的光，折射率不同，从而在人眼中成像的位置也不同。

下图展示了不同材质，对于不同波长光的折射率，红色部分是可见光部分：

不同的折射率会使得光线在水滴中的入射、出射夹角不同，从而形成我们所看到的彩虹。而彩虹的弧形结构，也与此有关——即如果要求视线与平面上的一系列点有特定的夹角，那么这些点一定会构成一个圆或椭圆。

而为什么是「七色」，这里其实可以看一看不同频率是如何映射到红绿蓝三色的。人眼中，感受色彩的视锥细胞细胞有三种，对应红、绿、蓝。这里用Mathematica软件中的「可见光色谱」来近似代替实际的映射关系：

这时我们如果假设人只能够定性地明确区分颜色，那么「七色」就很容易解释了：

从上图看，从左边开始，少量红+少量蓝，之后是少量红+大量蓝，大量蓝+少量绿，少量蓝+大量绿，绿，大量绿+少量红，大量红+少量绿，红。一共七个，对应到RGB三色上，恰好比较容易定性区分。然而定量来说，光谱当然不会被离散地分为七种颜色。

彩虹的七种颜色当然是来自于空气中，它的形成原理也是非常的简单，当然，说他简单是在能理解同一介质对不同的频率的光有不同折射角的基础上来说的，如果你不理解折射也没有关系，因为接下来会同时解释为什么会有折射现象。

1:太阳发出的光线在光学中是一种混合光，也就是由不同频率的光线组成的，光是一种电磁波，既然是波，那么自然就有波长，波速和频率，在真空中不管是什么频率，什么波长的光，其传播速度都是一样的，即约为30万千米每秒，由此可以看出，只要不是真空，光的速度就会略小于真空中的光速，你可以理解为空气分子会阻碍光的传播；

2:所以当某个频率的光从一种介质射入另一种介质时，它的传播速度必然会发生改变，也就是传播方向会发生改变，这就会导致两种不同介质中的光线会存在夹角，这就是光的折射，当然这时最简单的理解方式，描述光的折射原理有很多的公式，这里就不在赘述；当混合光从一种介质射入另一种介质时，由于红光的频率在七色光中是最小的，而紫光的频率是最大的，因此介质对紫光的折射率最大，光线偏折得最厉害，红光偏折得最弱，因此你会看到从介质中出来的光是一条彩带，分别是红橙黄绿青蓝紫，这就是光的折射；

当雨天放晴之后，空气中会弥漫着很多小水滴，谢些小水滴就相当于另一种介质，当光线通过这些水滴时就会发生折射现象，众多的水滴就会一起对光线进行分解，因此你会看到七色的彩虹。除了在自然界中，实验室也可以制造出彩虹，比如在历史上，牛顿就曾利用三棱镜来分解复色光，也就是人造彩虹。