彩虹的形成是由于光线在雨滴中发生折射、反射和色散的光学现象。具体来说：
1. 当阳光照射到空气中的水滴时，不同波长的光会因为折射率不同而折射角度不同。红光的折射率比蓝光小，所以蓝光折射角度较大，而红光折射角度较小。
2. 光线进入水滴后，会发生一次折射，然后在水滴内部以特定角度（约40至42度）发生反射，最后离开水滴时再次发生折射。
3. 由于色散作用，不同颜色的光在水滴中传播的距离不同，导致从水滴出来的光线形成光谱，即彩虹。
4. 彩虹通常出现在太阳的相对方向，观察者需要背对太阳才能看到彩虹。
5. 彩虹的色彩由外至内依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
6. 彩虹的明显程度取决于空气中小水滴的大小，水滴越大，彩虹越鲜艳且狭窄；水滴越小，彩虹越淡且宽广。
需要注意的是，虽然我们通常只能看到半圆形的彩虹，但实际上如果条件允许，理论上彩虹可以是完整的圆形。此外，在某些特殊情况下，例如在飞机上高空俯瞰，可能会看到完整的圆形彩虹