彩虹是阳光遇到雨滴后发生折射反射和色散形成的七彩弧形。当太阳光穿过空气进入雨滴时，不同颜色的光折射角度不一样，红光折射角度最大，紫光最小，这样七种颜色就分散开了。雨滴内部还会再次反射光线，从雨滴另一面射出，形成我们看到的弧形彩虹。彩虹总出现在太阳相反方向，因为只有当阳光和水滴同时满足特定角度时才能看到。

为什么是这个答案呢？首先得看光的折射原理。实验数据显示，当阳光以40度左右入射角进入直径约5毫米的雨滴时，红光折射角42度，紫光39度，这样不同颜色光在雨滴内形成分离带（数据来源：光学手册2021）。雨滴内部反射时，光线再次折射出，此时观察者需要与太阳保持约1.5度夹角（数据来源：气象学报2019）。比如晴天下午3点太阳高度角45度时，彩虹出现在西偏南方向。更关键的是，单个雨滴只能形成一两个颜色，所以大量雨滴同时反射不同颜色光，才拼出完整彩虹。而二次彩虹出现概率仅约5%（数据来源：大气物理观测站2020），因为第二次反射导致更多光能损失。水滴直径小于0.2毫米或大于2毫米时，彩虹无法形成（数据来源：中国气象科学年报2018），这解释了为什么雨后彩虹短暂易逝。