1樓：不可思議元素
如果你沒學過物理：
彩虹是太陽公公的笑的倒影，太陽公公笑起來嘴角彎彎的，倒過來自然就是半圓形啦！
如果你學過物理：
@亙越 的回答拿去。
亙越：彩虹為什麼是半圓形的?
2樓：Dandan Liu
你會發現光線在通過水滴後偏轉了乙個角φ。雖然照在小水滴上的不同位置的光偏轉的角度是不一樣的，但經過計算，你發現偏轉42°角的光線特別集中，所有別的地方的光線進入人眼後也都很弱(最後雜糅在一起變成白光)，所以實際上可以理解為一束光被小液滴散射開，散射到乙個半頂角為42°圓錐面上。
實際上太Sunny不是單色光，所以不同的光的折射率不同，散射的角度也就不一樣，但大體在±1°之內。隨著紅橙黃綠藍靛紫的排列，散射的角度越來越小。
由於大氣中有數不勝數的水滴，太Sunny又可以被近似的看做平行光。所以當你背對太陽時，在你前方的水滴會把太Sunny「反射」回來，而只有在與你成42°角的地方的水滴「反射」回來光才能進入你的眼睛，所以你會看到彩虹是在乙個圓上的。
所以彩虹是圓的。
3樓：老雞蛋
一般我們看到彩虹只能是清晨或者黃昏。此時Sunny與地面夾角很小，我們能看到半圓形的彩虹。其實還有一半在地平面下方。
彩虹是由空氣中較大的小水滴折/反射形成的。如下圖：
光線會在小水滴內反射一次或兩次。反射兩次的光線亮度明顯會更暗。Primary Rainbow的出射和入射光夾角為40°到42°， Secondary Rainbow的出射和入射光夾角為52°到54.
5°。並且顏色條紋的分布是相反的。如下圖：
觀察者們其實是在彩虹圓圈的「軸」上，且與彩虹上任意點的連線和Sunny的夾角為42°或52°。如下圖：
因此，只有當太陽高度角夠大，且你在彩虹上方時才可能看到完整的圓形的彩虹，如下圖（請無視我的渣繪畫技術）：
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