気象条件が揃った際、主虹の外側にうっすらともう一本の虹が現れる「二重虹(ダブルレインボー)」を目撃することがあります。このとき外側に現れる薄い虹を副虹(ふくこう)と呼びます。
副虹を観察すると、色の順番が主虹とは完全に逆転していることに気づきます。
- 主虹(内側の明るい虹):外側が赤 ➔ 内側が紫(水滴内で1回反射)
- 副虹(外側の薄い虹):外側が紫 ➔ 内側が赤(水滴内で2回反射)
水滴の内部で光が1回だけ反射して出てくる主虹に対し、副虹は光が水滴内部で2回反射してから空気中に出てきます。反射が1回増えることで、上下の光の進路が反転し、観察者の目に入るときの角度が約50度(赤)〜53度(紫)になります。その結果、副虹では一番外側が紫になり、内側が赤という逆のグラデーションが描かれます。
なお、2回反射する際に光の一部が水滴の外へ逃げるため、副虹は主虹に比べて光量が落ち、薄く見えるのが特徴です。また、主虹と副虹の間にある空は光が届きにくいため、周囲よりも暗く見えます。これは発見者の名を取って「アレキサンダーの暗帯」と呼ばれています。