รุ้งกินน้ำ (ทำไมถึงโค้ง)

รุ้งกินน้ำประกอบด้วยแถบสีทั้งหมด 7 แถบ คือ สีม่วง สีคราม สีน้ำเงิน สีเขียว สีเหลือง สีส้ม และสีแดง แถบสีรุ้งนี้จะปรากฏขึ้นบนท้องฟ้าในลักษณะ "โค้ง" เพียงอย่างเดียวเท่านั้น เรอเน เดคาร์ตส์ นักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศล ได้อธิบายปรากฏการณ์รุ้งกินน้ำ "โค้ง" ไว้ตั้งแต่ปี พ.ศ.2180 โดยเปรียบเทียบการเกิดรุ้งกินน้ำกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อแสงตกกระทบลูกแล้วทรงกลม ซึ่งแทนหยดน้ำจริงๆ และเนื่องจากเดคาร์ตส์ได้อธิบายไว้ค่อยข้างยาวและเข้าใจยาก เคอร์รี่ เอมมานูเอล ศาสตราจารย์ ด้านอุตุนิยมวิทยา จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งเมสซาซูเซ็ตต็ (MIT) จึงเรียบเรียงคำอธิบายของเดคาร์ตส์ ขึ้นมาใหม่ทำให้สามารถเข้าใจการเกิดรุ้งกินน้ำได้ง่ายขึ้น คือ เมื่อแสงตกกระทบกับหยดน้ำจะทำให้แสงเกิดการหักเหหรือโค้งงอ และที่ผ่านออกมาทางด้านหลังของหยดน้ำ ก็จะเกิดการหักเหที่มากกว่าเดิม ส่วนต่างมุมที่แสงตกกระทบและผ่านออกไปมีค่าเฉลี่ยประมาณ 42 องศา โดยที่แสงแต่ละสีจะมีการโค้งงอหรือเบี่ยงเบนต่างกัน แสงสีแดงจะมีมุมเบี่ยงเบนทิศทางมากกว่าแสงสีฟ้า ด้วยเหตุนี้จึงทำให้สามารถเห็นแถบสี่รุ้งได้
สำหรับรุ้งกินน้ำที่เห็นบนท้องฟ้านั้นเกิดจากดวงอาทิตย์ตกกระทบละอองน้ำฝนจำนวนมากมายนับเป็นล้านๆหยดและผ่านออกด้วยค่ามุมเฉลี่ย 41 องศานี้ ผู้ที่ยืนอยู่ในตำแหน่งต่งางกันประมาณ 2-3 ฟุต จะเห็นรุ้งกินน้ำขึ้นในตำแหน่งเดียวกัน แต่รุ้งกินน้ำที่ทั้งสองเห็นนั้นจะไม่ใช่รุ้งกินน้ำเส้นเดียวกัน เพราะรุ้งกินน้ำที่ทั้งสองเห็นจะเกิดจากละอองน้ำฝนที่อยู่ต่างตำแหน่งกัน ส่วนสาเหตุที่รุ้งกินน้ำโค้ง ไม่เป็นเส้นตรงหรือรูปทรงอื่นๆนั้น เนื่องมาจากละอองน้ำฝนหลายๆ ละอองนั้นทำให้แสงเปลี่ยนทิศต่างกัน คือมีทั้งที่โค้งเป็นมุม 42 องศา และโค้งออกทางด้านข้างของละอองน้ำ แต่คนเราจะเห็นเพียงสีรุ้งที่โค้งขึ้นมากกว่า 42 องศาเท่านั้น