为什么彩虹是7种颜色？

从牛顿色散实验说起，1666年1月，在一个阳光明媚的午后，牛顿和助手先把实验室的门窗遮挡的严严实实，只在窗户上留了一个小孔，让一束阳光透射进房间。

然后，牛顿移动***镜，让阳光照射在***镜上。

奇迹出现了，对面的墙壁上出现了一条按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列的彩色光带。

这是因为白色的阳光是由各种色光混合而成的，阳光在通过***镜时发生折射，不同的色光折射程度不同，于是白色的阳光分解成七种色光。

雨后空中悬浮大量的小水滴，当阳光照射到小水滴上时，小水滴起到***镜的作用，将阳光分解成七种色光，于是，形成七色彩虹。

太阳光的光谱是几乎连续的（有少量人无法识别的吸收线），所以说人们所谓的「七色」，其实是非常主观的。

可见光的波长范围约是380nm~750nm，下图展示了各个频率对应的颜色（左边为380nm，右边为750nm）彩虹产生的一个原因是，光在微小的水滴中，经过两次折射、两次全反射，到达人的眼睛中（如上图所示）。

在这个过程中，不同频率的光，折射率不同，从而在人眼中成像的位置也不同。

下图展示了不同材质，对于不同波长光的折射率，红色部分是可见光部分：不同的折射率会使得光线在水滴中的入射、出射夹角不同，从而形成我们所看到的彩虹。

而彩虹的弧形结构，也与此有关——即如果要求视线与平面上的一系列点有特定的夹角，那么这些点一定会构成一个圆或椭圆。

而为什么是「七色」，这里其实可以看一看不同频率是如何映射到红绿蓝三色的。

人眼中，感受色彩的视锥细胞细胞有三种，对应红、绿、蓝。

这里用Mathematica软件中的「可见光色谱」来近似代替实际的映射关系：这时我们如果假设人只能够定性地明确区分颜色，那么「七色」就很容易解释了：从上图看，从左边开始，少量红+少量蓝，之后是少量红+大量蓝，大量蓝+少量绿，少量蓝+大量绿，绿，大量绿+少量红，大量红+少量绿，红。

一共七个，对应到RGB三色上，恰好比较容易定性区分。

然而定量来说，光谱当然不会被离散地分为七种颜色。