Чому веселка напівкругла? Люди давно задавадись цим питанням. У деяких міфах Африки веселка - це змія, яка охоплює Землю кільцем. Але тепер-то ми знаємо, що веселка - це оптичне явище - результат преломения променів світла в крапельках води під час дощу. Але чому ми бачимо веселку саме у формі дуги, а не, наприклад, у формі вертикальної кольорової смуги?
Форма веселки визначається формою крапельок води, в яких переломлюється сонячне світло. А крапельки води - більш або менш сферичні (круглі). Проходячи через краплю і заломлюючись в ній, пучок білих сонячних променів перетворюється в серію кольорових воронок, вставлених одна в іншу, звернених до спостерігачеві. Зовнішня воронка червона, в неї вставлена помаранчева, жовта, далі йде зелена і т. д., закінчуючи внутрішньою фіолетовою. Таким чином, кожна окрема крапля утворює цілу веселку.
Звичайно, веселка від однієї краплі слабка, і в природі її неможливо побачити окремо, так як крапель в завісі дощу багато. Веселка, яку ми бачимо на небозводі, утворена міріадами крапель. Кожна крапля створює серію вкладених одна в іншу кольорових воронок (або конусів). Але від окремої краплі в веселку потрапляє лише один кольоровий промінь. Око спостерігача є спільною точкою, в якій перетинаються кольорові промені від безлічі крапель. Наприклад, всі червоні промені, що вийшли з різних крапель, але під одним і тим же кутом і потрапили в око спостерігача, утворюють червону дугу веселки. Також утворюють дуги всі помаранчеві і інші кольорові промені. Тому веселка кругла.
Дві людини, які стоять поруч, бачать кожен свою веселку! Тому що в кожен момент веселка утворена заломленням сонячних променів в нових і нових краплях. Краплі дощу падають. Місце впала краплі займає інша і встигає надіслати свої кольорові промені у веселку, за нею наступна і так далі.
Вигляд веселки - ширина дуг, наявність, розташування і яскравість окремих колірних тонів, положення додаткових дуг - дуже сильно залежать від розміру крапель дощу. Чим більша краплі дощу, тим вже й яскравіше виходить веселка. Характерним для великих крапель є наявність насиченого червоного кольору в основний веселці. Численні додаткові дуги також мають яскраві тони і безпосередньо, без проміжків, примикають до основних радугам. Чим краплі дрібніше, тим веселка стає більш широкої і бляклої з помаранчевим або жовтим краєм. Додаткові дуги далі і відстоять один від одного і від основних веселок. Таким чином, по виду веселки можна наближено оцінити розміри крапель дощу, утворили цю веселку.
Вигляд веселки залежить і від форми крапель. При падінні в повітрі великі краплі сплющуються, втрачають свою сферичність. Чим сильніше сплющення крапель, тим менший радіус утвореною ними веселки.
Ми звикли спостерігати веселку як дугу. Насправді ця дуга є лише частиною різнобарвною колу. Повністю ж це природне явище можна спостерігати лише на великій висоті, наприклад, з борту літака.
Є така група оптичних явищ, яка має назву гало. Вони викликані переломленням світлових променів крихітними кристалами льоду в перистих хмарах і тумані. Найчастіше гало утворюються навколо Сонця чи Місяця. Ось приклад такого явища - сферична веселка навколо Сонця:
