虹のアーチで赤が外側、紫が内側に配置される現象には、しっかりとした物理学の法則が働いています。太陽から届く白色光（さまざまな色が混ざった光）が大気中の球状の水滴に入り込む際、プリズムのように光が分散する現象が起きるためです。
光は色によって「波長」が異なります。赤色の光は波長が約700nmと長く屈折率が小さい（曲がりにくい）性質を持ち、紫色の光は波長が約400nmと短く屈折率が大きい（曲がりやすい）性質を持っています。
空気中から雨粒（水滴）に入った光は内部で1回反射して外へ出てきますが、このとき曲がりにくい赤は約42度の角度で観察者の目に届き、大きく曲がる紫は約40度の角度で目に届きます。このわずか約2度の視角度の差によって、見上げる人間の目には高い位置（外側）に赤が見え、低い位置（内側）に紫が見えるという幾何学的な配置が完成します。
