太陽光(白色光)はさまざまな色(波長)の光が混ざっています。水滴やプリズムに入ると、波長によって屈折率が少しずつ違う(分散)ため、それぞれ違う角度で曲がり、虹色のスペクトルに分かれます。
一般に波長が短い光(紫)ほど屈折率が大きく、より強く曲がります。虹では外側が赤、内側が紫になります。
プリズムまたは水滴での色ごとの屈折の違い、屈折率の波長依存性、虹の色の並び順などが問われます。
水中では赤が上、紫が下のように見える配色が理論通り。ただし主虹(一次の虹)は外側が赤、副虹(二次の虹)は外側が紫と逆になるので注意。計算問題なら「n の大小だけ」を追えば十分。