Un arco iris es un efecto óptico que se produce en el cielo cuando los rayos de luz solar atraviesan las gotas de agua existentes en la atmósfera y, de manera similar a un prisma, dispersan o “separan” la luz en sus diferentes longitudes de onda. 

La suma de todas esas longitudes de onda da lugar a la luz blanca.

Para que se produzca un arco iris la luz debe incidir de manera oblicua sobre las gotas de agua  formando un ángulo de 42º, por ello los arco iris se producen durante las mañanas y las tardes,  no se podría producir un arco iris al mediodía debido a la posición del sol en el cielo.

Si nos fijamos en el diagrama de arriba, vemos que la luz entra en el prisma se descompone en varios colores, se desvían en su interior (se refractan) y cada longitud de onda – cada color -  sale del prisma con un ángulo diferente. Las gotas de agua se comportan de manera similar a un prisma como el de la imagen, de tal manera que cuando este efecto óptico se produce en miles de gotas de agua, se pueden observar varios arcos de diferente color que en conjunto forman el arco iris.

En ocasiones, se pueden ver arco iris dobles o múltiples (triple o cuádruple), la revista National Geographic documentó en el año 2011 la primera foto de un arco iris cuadruple (leer artículo en inglés aquí ). El fenómeno de arco iris doble es menos habitual que el simple,  y raramente se pueden observar triples o cuadruples. 

La formación de arco iris doble se produce cuando en el interior de las gotas de agua la luz se refleja o “rebota” dos veces, tripe cuando  lo hace tres veces, y cuádruple si lo hace 4 veces. Es muy raro que se den las condiciones adecuadas para que se produzca un arco iris múltiple ya que esto depende de muchos factores como la combinación de tamaños de las gotas de agua, etc.

Cuando se produce un arco iris doble, el arco secundario o externo es más débil, el orden de los colores en este segundo arco está invertido, y el ángulo de observación es mayor.