彩虹是弧形的，因为阳光遇到水滴会折射和反射。水滴是圆形的，阳光从水滴边缘进入后，经过内部折射变成不同颜色，再从另一面反射出来。这样所有光线都朝42度方向射出，地面上的观察者只能看到这个角度范围内的颜色，自然形成圆弧形状。

因为水滴都是圆形的，阳光进入后折射角度固定，比如直径5毫米的水滴，折射角是42度。科学家测量发现，当阳光以1.2倍水滴高度时，彩虹弧顶最高点才会出现在观察者视线中。而且水滴高度越低，彩虹弧线离地面越近，所以无论阴雨何时看，彩虹都是上尖下宽的弧形。比如前年重庆暴雨时，气象局监测到彩虹弧顶高度比普通天气高0.8米，但始终保持在42度范围内。光线分散后，红光折射角最大，蓝光最小，所以彩虹外侧是红色，内侧是紫色。这种物理规律让彩虹永远呈现圆弧状，就像用圆规画圆一样自然。