Primul care a încercat cu adevărat să descrie curcubeul a fost Aristotel. El a presupus că acesta era cauzat de reflexia luminii solare în nori. Lumina este reflectată într-un anumit unghi. Asta înseamnă că curcubeul este format dintr-un con de raze. Aristotel a fost astfel primul care a explicat formă circulară a curcubeului și că nu este situat într-un loc definit pe cer, ci este văzut dintr-o anumită direcție.
Curcubeul este de fapt format din două curcubee, primar și secundar. Între arcuri, cerul este mai întunecat decât de obicei. Această zonă se numește “zonă întunecată a lui Alexandru” după Alexandru de Afrodisias (200 d.Hr.), care a fost primul care a descris această zona.
Roger Bacon, Theodoric de Freiberg si Descartes
Roger Bacon a măsurat unghiul conului curcubeului la 42° în 1266 (curcubeul secundar este cu 8° mai sus pe cer). În 1304 călugărul german Theodoric de Freiberg a propus ipoteza că fiecare picătură de ploaie din nor își face propriul curcubeu. Și-a verificat ipoteza observând difracția luminii solare într-o sticlă circulară. Observați că Aristotel credea că curcubeul provine din întregul nor. Rezultatele lui Theodoric au rămas necunoscute timp de trei secole, până când Descartes (în 1656) redescoperă difracția în picătură. Atât Theodoric cât și Descartes știau că curcubeul era format din 2 arcuri. În curcubeul primar, razele sunt reflectate o dată în picătură, în curcubeul secundar, razele sunt reflectate de două ori în interiorul picăturii. În plus, ei au observat că doar o singură culoare este văzuta atunci când se uită la picătură (sticlă) într-o anumită direcție.
Willibrord Snell
Un studiu mai aprofundat al razei care călătoreste prin picătură necesită cunoștințe despre legile de reflexie și refracție. Legea de reflexie este ușor de „înțeles”, în timp ce legea de refracție ia cunoștință de viteza luminii în diferite materiale. Legea refracției se datorează olandezului Willibrord Snell (1621).
Newton
Culorile curcubeului fost explicate de Newton. În 1666, Newton a arătat că lumina albă refractată într-o prismă este împărțită în culori. Împrăștierea culorilor rezultă din faptul că indicele de refracție depinde de lungimea de undă (culoarea). Fiecare culoare în lumina soarelui are astfel propriul curcubeu. Ceea ce vedem este o colecție de curcubee, fiecare ușor deplasat de restul. Newton a stabilit unghiul curcubeului roșu, 42° 2′ și pentru curcubeul violet, 40° 17′. Acest lucru dă un curcubeu de 1 ° 45 „. Aceasta ar fi fost lățimea curcubeului dacă lumina soarelui ar fi fost paralelă, dar nu este; discul solar are un diametru de jumătate de grad. Newton a concluzionat că lățimea curcubeului ar trebui să fie de 2 grade și 15 minute.
