太阳光线进入雨滴，从雨滴背面反射，离开雨滴时散开。离开彩虹的光线散布在一个很大的角度内，最大强度在40.89-42°之间。在42°时观察到最强烈的影响。

返回光在42°左右最强烈的原因是，这是一个转折点--击中水滴最外环的光在42°以内返回，击中靠近水滴中心的光也是如此。有一条圆形光带，所有的光都在42°左右返回。如果太阳是发射平行单色光线的激光，那么在这个角度上，弓的亮度将趋向于无穷大(忽略干涉效应)。

泰坦彩虹的半径是49°，而不是通常的42°，因为在那个寒冷的大气层中，流体是甲烷而不是水。

红色光从雨滴中射出，与入射的太阳光成42°角。这是因为红光比其他颜色的光具有更多的光子通量。因此它有更强的强度。因为我们想要最强的光的角度，我们得到42度。

早在1630年代，勒内·笛卡儿就利用光学定律计算出光线穿过雨滴时所经历的三阶段折射-反射-折射模式，产生了沿着观察者阴影上方42度的线的出射光线的浓度。这种光线的集中就是我们看到的彩虹。
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