Thực chất, cầu vồng được tạo ra như thế nào? Thông thường ta chỉ quan sát được cầu vồng có hình một cung tròn vào buổi sáng hoặc buổi chiều khi mặt trời chưa lên cao.

 Tại sao vậy?

Cầu vồng thực chất là quang phổ của mặt trời do sự tán sắc ánh sáng qua những giọt nước mưa hình cầu tạo ra. Nếu xét một giọt nước hình cầu được ánh sáng mặt trời rọi tới. Trong chùm sáng mặt trời có vô số tia sáng, chúng khúc xạ, phản xạ và ló ra khỏi giọt nước theo các góc lệch khác nhau. Do sự tán sắc, góc lệch cực tiểu của các tia sáng thay đổi theo màu sắc của chùm sáng đó. Các phép tính cho thấy: góc lệch cực tiểu của tia đỏ chừng 138⁰, của tia vàng chừng 138⁰30^/, của tia tím chừng 140⁰. Nếu đứng quay lưng về phía mặt trời nhìn về phía giọt nước thì các tia này rọi vào mắt, vì có vô số giọt nước, và các tia này tới mắt theo các phương khác nhau, nên khi chúng gặp nhau (ở vô cực) tạo nên cầu vồng có sắc màu rực rỡ. Các tính toán lí thuyết cho thấy: các tia sáng đi từ các giọt nước khác nhau tới mắt phải làm với phương của ánh sáng tới cùng một góc 42⁰ (đối với ánh sáng màu đỏ) hoặc 40⁰ (đối với ánh sáng màu tím) tức là các tia sáng màu đỏ phải ở cùng trên một hình nón tròn xoay mà nửa góc ở đỉnh là 42⁰ trục là đường thẳng vẽ từ mắt theo hướng của tia sáng mặt trời. Chính vì lí do này mà cầu vồng có hình tròn. Tuy nhiên do có đường chân trời nên một phần đường tròn cầu vồng bị che khuất dưới đường chân trời, ta chỉ còn nhìn thấy cầu vồng là một cung tròn mà thôi. Khi mặt trời lên cao thì phần cầu vồng ở dưới chân trời, ta không thể trông thấy cầu vồng nữa. Vì vậy cầu vồng chỉ xuất hiện lúc sáng sớm hoặc buổi chiều khi mặt trời không lên quá cao.

Một số người thường đi trên máy bay đã có lần may mắn nhìn thấy cầu vồng xuất hiện cả một vòng tròn. Trong khi đó khi ở dưới mặt đất không thể quan sát được hiện tượng như vậy. Tại sao lại như thế?

Đơn giản là muốn trông thấy cầu vồng vào buổi trưa, hoặc trông thấy cả vòng tròn ta phải đứng cao hơn các giọt mưa. Điều này có thể thực hiện được đối với những người lái máy bay (hoặc đi trên máy bay), khi bay cao hơn đám mây mưa, có thể trông thấy cầu vồng đủ cả vòng tròn ở bên dưới máy bay .