彩虹形成时为什么要背对太阳看?
当我们欣赏天空中那道绚丽的彩虹时，一个关键的前提往往是“背对太阳”。这并非偶然的观察习惯，而是由彩虹形成的光学原理决定的。彩虹本质上是一种大气光学现象，是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散后形成的彩色光弧。太阳光作为唯一的光源，必须从观察者的身后照射到前方空中的雨幕上，光线才能在雨滴内经过复杂的路径后，最终将分解出的七彩光线以特定的角度（约42度）反射回我们的眼睛。因此，观察者、太阳和彩虹中心必须处于一条直线上，且太阳在观察者身后。
光线在雨滴中的旅程
阳光进入雨滴时会发生第一次折射并产生色散，不同颜色的光因波长不同而偏折角度略有差异。随后，这些光线在雨滴的内壁发生一次内部反射，最后再次折射出雨滴。对于主虹（最常见的彩虹）而言，红光出射的角度约为42度，紫光约为40度。这意味着，只有当我们背对太阳，视线与太阳光之间的夹角在40-42度范围内的雨滴，才会将特定颜色的光高效地送入我们的眼睛。无数这样的雨滴共同作用，就形成了一个以“反日点”（太阳正对的方向）为圆心的彩色光环。如果我们面向太阳，光线路径将无法满足这一条件，我们看到的就只是被阳光直接照亮的雨幕，而非彩虹。
理解了这个原理，我们也就明白了为何彩虹总是出现在与太阳相对的天空区域，并且通常在清晨或傍晚出现——因为此时太阳角度较低，更容易在天空中形成满足角度条件的巨大雨幕区域。所以，下次寻找彩虹时，请记住这个简单的口诀：背对阳光，面向雨幕，静待奇迹在眼前绽放。
