Ma perché i raggi solari deviati dalle gocce d’acqua vanno a formare col raggio incidente proprio un angolo di 41,83°? Poiché le gocce sono sferiche, ed i raggi solari incidono sulla intera loro superficie, che è ricurva, i raggi dovrebbero venir deviati anche in altre direzioni; anzi, in tutte le direzioni all’interno di un certo cono. Così infatti avviene, ma l’occhio percepisce solo i raggi con quel certo angolo.
Ma perché tutti gli altri, formanti con la direzione del sole un angolo δ diverso da 41,83°, non vengono percepiti?
La ragione è questa: i fascetti di raggi solari che vengono deviati formando un angolo δ di 41,83° emergono dalla goccia ancora come fascetti paralleli, e sono detti “raggi di Cartesio”; l’energia del fascio non viene “sparpagliata”ed il nostro occhio percepisce in quella direzione una maggiore brillanza, cioè un punto dell’arcobaleno. Tutti gli altri fascetti emergono con un diverso angolo, ma non sono paralleli: o sono divergenti o sono convergenti e la loro energia viene rapidamente “sparpagliata” divenendo troppo debole per essere percepita. Nelle altre direzioni, cioè, la luce rinviata dalle gocce e capace di entrare nella pupilla dell’ osservatore è troppo scarsa. Il fatto che l’arcobaleno presenti l’orlo esterno rosso e l’interno viola è dovuto al fatto che per il colore rosso l’angolo δ è maggiore e quindi “l’arcobaleno rosso” appare più ampio degli altri; il contrario per l’altro estremo dello ”spettro”, quello che ci dà la sensazione di viola, che produce una deviazione δ minore e mostra un arcobaleno più piccolo, all’interno di quelli degli altri colori.
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