Τα ουράνια τόξα είναι ένα εντυπωσιακό και όμορφο μετεωρολογικό φαινόμενο που προκαλείται από τη διάθλαση του φωτός. Για να σχηματιστούν ουράνια τόξα, ο ήλιος πρέπει να βρίσκεται κοντά στον ορίζοντα και να υπάρχει μια βαριά ομίχλη, ομίχλη ή βροχή απέναντι από τον ήλιο. Ένας παρατηρητής που στέκεται ανάμεσα στον ήλιο και το ουράνιο τόξο θα δει ένα τόξο χρωμάτων 180 μοιρών που διαπερνά το ορατό φάσμα από κόκκινο έως ιώδες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, εάν οι συνθήκες είναι κατάλληλες, θα σχηματιστούν διπλά ουράνια τόξα, με ένα ωχρό ουράνιο τόξο σε αντίστροφα χρώματα πάνω από το πρωτεύον ουράνιο τόξο, και σε άλλες περιπτώσεις, έχει παρατηρηθεί ένα πλήρως κυκλικό ουράνιο τόξο, συνήθως μέσα από ένα αεροσκάφος που πετά πάνω από τη Γη.
Αν και ουράνια τόξα έχουν παρατηρηθεί, γραφτεί και απεικονιστεί στην τέχνη για αιώνες, η αιτία τους δεν έγινε κατανοητή μέχρι που η φυσική άρχισε να διερευνά τις ιδιότητες του φωτός. Ουσιαστικά, η αιτία ενός ουράνιου τόξου είναι η αντανάκλαση του ηλιακού φωτός μέσω μεμονωμένων σταγόνων νερού. Το φως εισέρχεται στο νερό και αντανακλάται από την αντίθετη πλευρά της σταγόνας του νερού, αναπηδώντας πίσω από το σημείο εισόδου. Επειδή η γωνία ή η διάθλαση του φωτός αλλάζει καθώς επιστρέφει, φιλτράρει το φως σε διαφορετικά χρώματα, τα οποία είναι διατεταγμένα με κόκκινο στην κορυφή και βιολετί στο κάτω μέρος επειδή το κόκκινο είναι το μεγαλύτερο μήκος κύματος και το βιολετί είναι το μικρότερο.
Όταν σχηματίζονται διπλά ουράνια τόξα, το φως διαθλάται δύο φορές, προκαλώντας ένα πιο αμυδρό ουράνιο τόξο να καθρεφτιστεί πάνω από το πρωτεύον. Ενδεχομένως, ένα τριπλό ουράνιο τόξο θα μπορούσε επίσης να σχηματιστεί, αν και είναι εξαιρετικά σπάνιο. Μόλις το νερό διαλυθεί αρκετά ή ο ήλιος μετακινηθεί, το ουράνιο τόξο θα εξαφανιστεί, επειδή οι συνθήκες δεν είναι πλέον οι βέλτιστες για τη διάθλαση του φωτός μέσα από τις σταγόνες. Είναι επίσης πιθανό να σχηματιστεί ένα φεγγάρι, αν και επειδή οι άνθρωποι δυσκολεύονται να διακρίνουν το χρώμα στο σκοτάδι, συνήθως εμφανίζεται σε αποχρώσεις του λευκού και του γκρι.
Οι άνθρωποι που αναζητούν ουράνια τόξα πρέπει να βγαίνουν έξω όταν ο ήλιος βρίσκεται κοντά στον ορίζοντα και έχει σημειωθεί έντονη βροχή ή υπάρχει έντονη καταιγίδα. Εάν ο παρατηρητής γυρίσει την πλάτη του στον ήλιο και κοιτάξει προς την κατεύθυνση που βρίσκεται ακριβώς απέναντι από τον ήλιο, μπορεί να δει ουράνια τόξα εάν οι συνθήκες είναι κατάλληλες, με την κορυφή του τόξου να βρίσκεται ακριβώς απέναντι από τον ήλιο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι συνθήκες φωτός είναι κατάλληλες για να σχηματιστούν ουράνια τόξα σε κοντινή απόσταση από έναν παρατηρητή: διαφορετικά, το ουράνιο τόξο θα συνεχίσει να μοιάζει σαν να απομακρύνεται από τον διώκτη μέχρι να εξαφανιστεί τελείως εντελώς, επειδή ο παρατηρητής έχει πράγματι περάσει από αυτό Το