Skip to content
Serendipity Loop

Serendipity Loop

A series of fortunate discoveries

Menu
  • Home
  • About me
  • Privacy Policy
Menu
What determines the position of a rainbow

What determines the position of a rainbow?

Posted on October 3, 2024October 18, 2024 by Celladora

Rainbow magic

Have you ever seen a rainbow and NOT expressed joy or wonder at it? It’s hard, isn’t it? I saw one the other day and couldn’t help but stop and admire it. There is something magical about it that brings out positive emotions in people. Where else in your life do colorful shapes just appear out of thin air in front of you (and then disappear just as fast)? No wonder people in the past had all kinds of mythical lore associated with rainbows.

These days we know that rainbows are formed when sunlight falls on a raindrop and reflects back the full spectrum of light. However, as I was watching the familiar arc of the rainbow circling the horizon, I started thinking about something else. Why did the rainbow appear exactly *here* and not somewhere else on the horizon? Why is it shaped like an arc, and why isn’t the whole sky colorful (since there is rain all over the sky)? Why are rainbows sometimes so big that they cover the whole sky, but other times seem very small? Can another person from another location see that same rainbow in the same position? And what really is at the end of a rainbow (if not a pot of gold)??

The science of rainbows

To answer these questions, I set out to understand how rainbows are formed in the first place.

As we all know, rainbows appear when sunlight and rain (or water droplets) meet.

Although sunlight appears white, in terms of optics, white is actually a combination of all the colors (or wavelengths) of a rainbow. The sun emits all the colors in more or less equal amounts and we call this combination “white”. (Fun fact: this also means that our Sun is actually white, not yellow)

Now sunlight always appears white as it moves through the air since all the colors reach our eyes equally. However, when light passes through a medium denser than air (e.g., a raindrop), something called refraction occurs. Some of that light changes direction and slows down, and the different colors (wavelengths) start to travel at different speeds. Although the speed of light in vacuum is always constant, the speed of light through a medium is different for each color or wavelength of light. This causes the white light to split into different colors, with each color going in a slightly different direction. 

Red has the longest wavelength of visible light, so it is refracted the least. Violet has the shortest wavelength, and is refracted the most. After the refracted light enters the raindrop, it reaches the other side of the raindrop, and some of it is reflected back, now with each color continuing on a slightly different path.

The light is again refracted once it exits the raindrop and travels back towards the earth, each color at a different angle: the red light at approximately 40 degrees and violet at around 42 degrees, with other colors in between. Red is always at the top (outer part) of the rainbow and violet at the bottom (inner part).

Refraction and reflection in a raindrop to produce a rainbow
Refraction and reflection in a raindrop to produce a rainbow. Image via Wikimedia Commons

And this isn’t just one raindrop; this happens in every raindrop. All of this is concurrently happening whenever millions of rays of light hit millions of droplets of rain, and the raindrops reflect back beams of colorful light. So why isn’t the sky rainbow-colored every time it rains? And why is spotting a rainbow a relatively rare occasion?

How to see a rainbow?

I don’t know about you, but I rarely see rainbows – maybe once or twice a year. However, there are specific conditions that need to be met to witness this sight. Knowing these conditions can significantly increase your chances of spotting a rainbow, especially if your lifelong dream has been to become a rainbow-chaser (like a tornado chaser, but much more chill and with much less mortal danger).

Here are the three key conditions for seeing a rainbow:

  1. The sun behind you: The sun must be behind you, with the shadow of your head directly opposite the sun.
  2. Rain in front: There must be rain (or water droplets) in front of you.
  3. Sun’s position: The sun should be less than 42 degrees above the horizon.

If the sun is high but still below 42 degrees, the rainbow will appear low on the horizon. As the sun sets lower, any rainbows that form will rise higher in the sky, with the most spectacular ones appearing close to sunset. Typically, you will only see half a circle because the Earth’s surface (the horizon) obstructs the full view of the rainbow. However, you can see a full circular rainbow from an airplane or any high elevation, like a mountain or skyscraper, when all other conditions are met.

Why is a rainbow circular?

This is all well and good, but I still don’t exactly understand why the rainbow is shaped like a circle and why the whole sky isn’t rainbow-colored. I dig even deeper and fall into a hole of optics and geometry, which I don’t fully comprehend (you can read more about it here). But I think I get the gist of it.

It all comes down to two facts: 1) all the sun’s rays are parallel (at the same angle); and 2) all water drops are spherical. Because of this, the light always makes the exact same angles when it reflects and exits a raindrop. This has actually been known for hundreds of years, as illustrated in a drawing by the famous philosopher and mathematician René Descartes in 1637.

René Descartes' sketch on how a rainbow is formed (1637)
René Descartes’ sketch on how a rainbow is formed (1637). Image via Wikimedia Commons

Because raindrops are spherical, they reflect light in a cone shape. Thus, the rainbow appears along the circumference of the base of this cone. However, we only see the rainbow where the light rays enter our eyes, forming an imaginary cone with our eye at the tip and the rainbow’s circle at the base. If you move, a different cone forms, and you see a different part of the rainbow.

Unique like a rainbow

Rainbows might look like flat images painted across the sky, but they are actually three-dimensional. We perceive them as flat, much like we do with the sun and the moon. However, unlike the sun and the moon, a rainbow is an optical illusion that doesn’t exist in a specific spot in the sky. It’s both everywhere and nowhere at the same time.

The center of a rainbow is directly opposite the sun. So, when you move, the rainbow moves too, always staying in the same spot relative to the sun. The rainbow will thus shift in response to your motion, like a really clingy toddler. This means every rainbow is unique to the observer. If someone else is standing below the rainbow, they’ll see a different rainbow extending from their horizon. Sometimes, there are gaps in the rainbow, which simply means there aren’t enough raindrops in that part of the sky.

So, next time it’s raining nearby and the sun is out, find a place on the open horizon opposite the sun and look out for that magical pot of gold.

DID YOU KNOW?

Sometimes there are two rainbows in the sky (or possibly three or even more). A twinned rainbow is a relatively rare occurrence, which includes two distinct rainbows produced from a single endpoint. These occur when light hits an air mass with different sizes and shapes of raindrops.

But a more common occurrence is a double rainbow. This is where a second, more fainter rainbow appears as a sort of shadow clone of the bigger one. The second rainbow always appears above the primary one and is much wider, and the color sequence is reversed (red is on the inside and violet on the outside). These occur when light is reflected twice inside the raindrop, resulting in a second reflection.

«Previous: What is the origin of the word ‘helicopter’?
Next: Are Thor and Zeus the same?»
Are Thor and Zeus the same

Are Thor and Zeus the same?

October 18, 2024
I came across this question online a few days ago and it made me pause…
Read More
What is the origin of the word helicopter

What is the origin of the word ‘helicopter’?

September 22, 2024
Have you ever wondered where the word ‘helicopter’ comes from? I always thought it originated…
Read More
Why are global birth rates falling

Why are global birth rates falling? Part 3

September 11, 2024
This is the third and final part of the post series where I explore the…
Read More
Why are global birth rates falling

Why are global birth rates falling? Part 2

September 5, 2024
In the previous post (Part 1), I started looking into the question of why are…
Read More
Why are global birth rates falling

Why are global birth rates falling? Part 1

August 31, 2024
It’s early morning. After I have willed myself out of bed and got my kids…
Read More

2,828 thoughts on “What determines the position of a rainbow?”

Comments navigation

Older comments
Newer comments
  1. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 12:19 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/40

    Reply
  2. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 12:31 pm

    https://t.me/s/Official_mellstroy_casino/19

    Reply
  3. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 12:34 pm

    https://t.me/s/Official_mellstroy_casino/6

    Reply
  4. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 1:15 pm

    https://t.me/s/Official_mellstroy_casino/7

    Reply
  5. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 1:41 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/59

    Reply
  6. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 1:44 pm

    https://t.me/s/Official_mellstroy_casino/12

    Reply
  7. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 2:33 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/47

    Reply
  8. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 2:47 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/49

    Reply
  9. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 2:59 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/51

    Reply
  10. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 3:02 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/38

    Reply
  11. narkolog_ccpn says:
    October 28, 2025 at 3:19 pm

    Услуги нарколог на дом срочно предлагаются круглосуточно и по доступным ценам в Санкт-Петербурге.
    консультации и лечение от наркозависимости в комфортной обстановке . Такой подход позволяет пациентам быть более честными и открытymi во время терапии. Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге включают диагностику и лечение наркозависимости .

    Нарколог на дом в Санкт-Петербурге может проводить сеансы в офисе или клинике, если необходимо . Это позволяет людям избегать стресса, связанного с посещением больницы . Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге также включают рекомендации по профилактике рецидивов.

    Обращение к наркологу на дом в Санкт-Петербурге имеет многочисленные преимущества по сравнению с традиционным лечением в клинике . Одним из главных преимуществ является возможность экономить время и силы на поездки в клинику . Кроме того, нарколог на дом в Санкт-Петербурге может обеспечивать конфиденциальность и дискретность во время лечения.

    Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге также позволяют пациентам лучше понимать свою наркозависимость и пути ее преодоления. Это достигается за счет индивидуальной программы лечения для каждого пациента . Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге становятся все более популярными среди людей, страдающих наркозависимостью .

    Цены на услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге варьируются в зависимости от типа и продолжительности сеанса . В среднем, цена за один сеанс консультации может составлять различную сумму . Однако, окончательная цена зависит от индивидуальных потребностей пациента и программы лечения .

    Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге могут быть оплачены наличными или картой . Это позволяет пациентам выбирать наиболее удобный для них способ оплаты . Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге также включают рекомендации по дальнейшему лечению и поддержке.

    В заключении, услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге предоставляют комплексное и эффективное лечение наркозависимости . Такой подход позволяет пациентам лучше понимать свою наркозависимость и пути ее преодоления. Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге рекомендуются как эффективное и комфортное лечение .

    Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге должны быть включены в комплексную программу лечения наркозависимости . Это связано с возможностью индивидуализировать лечение . Услуги нарколога на дом в Санкт-Петербурге становятся все более популярными и востребованными .

    Reply
  12. narkolog_djmt says:
    October 28, 2025 at 3:39 pm

    В случае необходимости получить помощь нарколог на дом санкт-петербург можно получить, обратившись к квалифицированным специалистам.
    Консультация нарколога на дому в Санкт-Петербурге может стать первым шагом к выздоровлению . Этот.step позволяет получить квалифицированную помощь нарколога без необходимости посещения клиники . Все, что нужно, – это записаться на прием к наркологу на дом в Санкт-Петербурге .

    Нарколог на дом в Санкт-Петербурге может оказать необходимую поддержку и медицинскую помощь . Этот метод лечения позволяет пациенту чувствовать себя более комфортно . Все процедуры и консультации направлены на полное выздоровление пациента.

    Обращение к наркологу на дом в Санкт-Петербурге имеет много преимуществ для пациента . Одним из них является комфорт и анонимность лечения. Кроме того, пациент может чувствовать себя более расслабленно . Все это может повысить эффективность лечения.

    Нарколог на дом в Санкт-Петербурге также помогает пациенту в трудную минуту . Это может быть спасением для тех, кто находится в критической ситуации . Все консультации и процедуры проводятся с учетом индивидуальных особенностей пациента .

    Обращаться к наркологу на дом в Санкт-Петербурге рекомендуют людям, которые испытывают проблемы с наркозависимостью . Также людям, которые хотят предотвратить возможную наркозависимость . Все это может быть очень эффективным в борьбе с наркозависимостью.

    Нарколог на дом в Санкт-Петербурге может оказать необходимую поддержку и консультацию . Этот метод лечения дает возможность пройти лечение в домашних условиях . Все консультации и процедуры осуществляются с применением современных методов .

    Записаться на прием к наркологу на дом в Санкт-Петербурге можно, обратившись в медицинскую организацию. Для этого нужно просто позвонить и заказать прием . Все записи осуществляются в соответствии с графиком работы врача .

    Нарколог на дом в Санкт-Петербурге может оказать квалифицированную помощь . Все, что нужно, – это позвонить и заказать консультацию . Этот шаг дает пациенту шанс на полное выздоровление .

    Reply
  13. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 3:46 pm

    https://t.me/s/Official_mellstroy_casino/57

    Reply
  14. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 4:11 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/31

    Reply
  15. rubber_jboi says:
    October 28, 2025 at 4:16 pm

    If you need quality stamp maker online
    for your business or personal needs, you can easily find it on the Internet and order it online.
    The rubber stamp maker available online is a fantastic resource for individuals and businesses alike. This online platform provides a wide range of design options and templates to choose from The website provides an extensive collection of designs and templates for users to select from. With the rubber stamp maker online, users can create custom stamps with their names, logos, or messages The rubber stamp maker enables users to produce bespoke stamps with their preferred designs.

    The rubber stamp maker online is user-friendly and requires no prior design experience The online rubber stamp maker is easy to use and requires no design expertise . Users can simply upload their design or select a template and customize it to their liking Users can upload their own designs or choose from a variety of templates and customize them . The rubber stamp maker online is a cost-effective solution for creating custom rubber stamps The platform offers an affordable solution for creating personalized stamps .

    Using a rubber stamp maker online offers several benefits, including convenience and flexibility The online rubber stamp maker provides convenience and flexibility . Users can access the platform from anywhere with an internet connection The online rubber stamp maker can be accessed from anywhere, at any time . The rubber stamp maker online also eliminates the need for physical visits to a stamp maker Using the rubber stamp maker online saves time and effort .

    The rubber stamp maker online also provides a wide range of design options and templates The website provides an extensive collection of designs and templates for users to choose from. Users can create custom stamps with different shapes, sizes, and colors The rubber stamp maker enables users to produce bespoke stamps with a range of shapes, sizes, and colors. The rubber stamp maker online is also an eco-friendly solution, as it reduces the need for physical materials The website provides a sustainable solution for creating custom stamps.

    Using a rubber stamp maker online is a straightforward process that requires a few simple steps The website provides a user-friendly interface that guides users through the process. First, users need to select a design or template from the platform’s library The online rubber stamp maker requires users to choose a design or template . Next, users can customize their design by adding text, images, or logos Users can personalize their design by adding text, images, or logos .

    Once the design is complete, users can preview and edit their stamp The online rubber stamp maker allows users to preview and edit their stamp . Finally, users can order their custom stamp and receive it in the mail Users can order their custom stamp and receive it by mail . The rubber stamp maker online also provides customer support and assistance The website provides a support team that assists users with any questions or issues.

    In conclusion, the rubber stamp maker online is a convenient and cost-effective solution for creating custom rubber stamps The website offers a user-friendly and affordable solution for creating custom stamps. The rubber stamp maker online offers a wide range of design options and templates, making it suitable for individuals and businesses The website provides an extensive collection of designs and templates for users to choose from. We recommend using a rubber stamp maker online for all your custom stamp needs We recommend using the rubber stamp maker online for all custom stamp needs .

    The rubber stamp maker online is a reliable and efficient solution that provides high-quality custom stamps The online rubber stamp maker is a reliable and efficient solution that provides high-quality custom stamps . Users can create custom stamps with their names, logos, or messages, and receive them in the mail The website enables users to produce bespoke stamps with their preferred designs and receive them at their doorstep. Overall, the rubber stamp maker online is a great resource for anyone looking to create custom rubber stamps The website is a useful resource for users looking to create custom stamps.

    Reply
  16. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 4:49 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/30

    Reply
  17. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 5:00 pm

    https://t.me/s/Official_mellstroy_casino/32

    Reply
  18. luchshie_agPa says:
    October 28, 2025 at 5:03 pm

    как выбрать фотографа предлагают высококачественные услуги для создания незабываемых фотографий.
    через объектив камеры . Лучшие фотографы Москвы знают, как использовать свет и тень, чтобы создать по-настоящему уникальные изображения . Фотография – это не просто хобби или профессия, это способ выразить себя и свои мысли .

    Фотографы Москвы могут показать все стороны жизни в столице . Они могут снять портреты известных людей . Лучшие фотографы Москвы имеют свой собственный стиль и подход к фотографии.

    Технологии и оборудование играют важную роль в фотографии дают возможность экспериментировать с различными техниками . Лучшие фотографы Москвы знают, как использовать современное оборудование . Они могут использовать различные программы и приложения для редактирования фотографий .

    Фотографы Москвы могут использовать различные камеры и объективы . Они могут использовать различные техники, чтобы добиться желаемого эффекта . Лучшие фотографы Москвы знают, как использовать технологии и оборудование, чтобы создать по-настоящему уникальные и художественные изображения .

    Художественный аспект фотографии очень важен для создания по-настоящему уникальных и художественных изображений . Лучшие фотографы Москвы знают, как использовать художественный аспект фотографии . Они имеют возможность работать с разными форматами и размерами изображений.

    Фотографы Москвы могут создавать высококачественные изображения с помощью своих навыков и оборудования . Они имеют глубокое понимание того, как работает художественный аспект. Лучшие фотографы Москвы имеют свой собственный подход к фотографии.

    В заключении фотография – это искусство, которое позволяет запечатлеть красоту жизни . Лучшие фотографы Москвы знают, как использовать фотографию, чтобы создать по-настоящему уникальные и художественные изображения . Они могут запечатлеть красоту природы и архитектуры .

    Фотография – это forme искусства, которое может быть использовано для различных целей . Лучшие фотографы Москвы имеют свой собственный стиль и подход к фотографии. Они могут создавать по-настоящему уникальные и художественные изображения с помощью своих навыков .

    Reply
  19. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 5:11 pm

    https://t.me/s/Official_mellstroy_casino/37

    Reply
  20. CalvinEmurf says:
    October 28, 2025 at 5:13 pm

    https://t.me/Official_mellstroy_casino/20

    Reply

Comments navigation

Older comments
Newer comments

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Recent Posts

  • Are Thor and Zeus the same?
  • What determines the position of a rainbow?
  • What is the origin of the word ‘helicopter’?
  • Why are global birth rates falling? Part 3
  • Why are global birth rates falling? Part 2

Archives

  • October 2024
  • September 2024
  • August 2024

Tags

baby names Deadpool demographics etymology fertility rate global birth rate declining helicopter Hugh Jackman Logan movies mythology personal population rainbow random thoughts science taxi Thor Wolverine word of the week Zeus

Follow Serendipity Loop to stay up to date with new posts!

  • Facebook
  • Instagram
©2026 Serendipity Loop | Built using WordPress and Responsive Blogily theme by Superb