根據瑞利散射定律，陽光照射在比光波長小很多（小於1/10 波長）的微小粒子時，光譜中波長較短的藍紫光容易被散射出來，因此大小約4埃的空氣分子經數千埃的可見光照射時會發生瑞利散射；相對的波長較長的紅黃光之透射能力則較強。因此晴朗天空總是呈現蔚藍色，而黃昏時由於陽光穿過的大氣層長度較大，藍紫光散逸的多，於是夕陽的顏色就會偏紅。米氏散射則是在粒子直徑等於或大於光波長時所發生，因此大小約數十微米的雲霧水滴均屬於米氏散射，這種散射光強度與入射光波長無關，也就是說，白雲以白光照射就呈現白色，以紅光照射則呈現紅色。颱風來臨之前的晚霞特別的紅就是米氏散射的機制，因為颱風通常是從台灣的東南向西北方向過來，因此颱風來的前一個傍晚，西下的落日就會染紅颱風外圍的積雨雲，這些積雨雲層的水分含量豐沛，更能有效反射夕陽的紅光，從而天空就會形成一片紅通通的的景象。紅彩虹的機制也是如此，在夕陽接近西方地平時，如果這時低空的水氣豐沛，加上東方的天空背景夠暗，那麼原本應該呈現七彩的彩虹由於其中的藍紫光幾乎全部消失，因而所看到的彩虹就只剩紅橙色了。
在第一張特色照片中，依稀可見主虹下端緊鄰出現的複虹(Supernumerary rainbows)
如同肥皂泡之邊緣呈現偏紅的色調是一種 薄膜干涉 現象
複虹也是光的干涉所造成（註：彩虹是光的折射），考慮一束平行光入射於雨滴時，由於各光線的入射角略微不同，因此第一次折射後的波前會從直線波變成圓形波，最後在第二次折射後形成彎折的兩道圓形波
這兩束光波若彼此發生建設性干涉時光線增亮，破壞性干涉時亮度則降低
表現出來的干涉條紋就類似單狹縫的繞射圖樣
由於在紅線上方的波前是以較大的入射角進入水滴中，因此這一部份的波前在射出水滴後的仰角較低，所以複虹是發生在主虹的下端
