Para vermos um arco-íris, supondo que estejamos sobre a superfície da Terra (caso se esteja elevado em relação à superfície da Terra poderemos até enxergar a circunferência completa), devemos nos postar de costas para o Sol e deve existir à nossa frente uma cortina de gotas de água capaz de refratar e refletir a luz em nossa direção.
O arco-íris tem seu centro na direção de visada do observador com a região da sua sombra que corresponde aos seus olhos, aparecendo para o observador segundo um ângulo de cerca de 40 graus (arco-íris primário) com a direção de onde vem a luz solar (ou a cerca de 50 graus para o arco-íris secundário). Desta forma, como o Sol se encontra acima do horizonte, o centro do arco está abaixo do horizonte, podendo se encontrar muito próximo do horizonte ao nascer e a por do sol.
Na figura abaixo vemos um arco-íris duplo e o centro de ambos os arcos se encontra abaixo do plano horizontal que que passa pela objetiva da câmara que o registra (na diração da sombra do fotógrafo). O Sol se encontra um pouco acima do horizonte, atrás do fotógrafo e, por isso, o centro do arco está abaixo do horizonte, na frente do fotógrafo.
Assim sendo, mesmo que exista uma cortina de gotas suficientemente ampla para produzir o arco-íris em todas as direções possíveis em relação ao observador em condições semelhantes às do fotógrafo (isto é, situado no solo), ele NUNCA será uma circunferência completa, podendo ser no máximo uma meia circunferência no caso de o Sol estar no nascente ou poente.
Entretanto um observador que tenha o Sol pelas suas costas e abaixo dele se encontre a cortina de gotas, como é o caso do paraquedista que fez a foto abaixo, poderá observar um arco-íris em forma de circunferência completa.
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