쌍무지개는 주로 공기 중 물방울이 햇빛을 두 번 반사해 발생하는 현상이다. 샤워 후 공기 중에 더 많은 물방울이 생기는 경우가 많습니다. 이때 태양이 나타나면 이 물방울이 햇빛을 굴절하고 반사합니다. 햇빛과 물방울 사이의 통신은 대략 다음과 같습니다. 햇빛을 받은 물방울은 햇빛을 굴절시키고, 굴절로 인해 물방울 뒤쪽으로 흐르는 햇빛은 그 후 물방울이 반사됩니다. 또한 떠나려는 빛도 반사됩니다.
두 개의 굴절과 하나의 반사의 '교환'에서 복잡한 빛인 햇빛은 물방울의 분산 아래 다양한 단색의 빛으로 분화됩니다. 이러한 단색광은 파장이 다르기 때문에 구별된 후 파장에 따라 배열되어 우리에게 친숙한 7색 무지개를 형성합니다. 대부분의 경우 무지개는 하나만 보이지만 때로는 쌍무지개도 나타납니다. 쌍무지개의 형성 원리는 쌍무지개가 한 번 더 방출된다는 점을 제외하면 단무지개와 유사합니다.
쌍무지개는 대개 더 밝은 무지개와 더 어두운 무지개로 나타납니다. 더 밝은 무지개는 안쪽에 위치하며 주무지개이고, 더 어두운 바깥쪽 무지개는 두 번째 무지개입니다. 그 중 2차 무지개는 '니(Ni)'라고도 불린다. 1차 무지개든 2차 무지개든 그 모양은 모두 호 모양이다. 무지개가 호 모양으로 나타나는 이유는 빛이 물방울을 통과하면서 휘어지기 때문입니다. 빛의 파장이 다르면 굽힘 정도도 다릅니다. 무지개의 7가지 색 중 파장이 가장 긴 빨간색은 곡률이 가장 크고, 보라색은 곡률이 가장 작습니다. 빛이 물방울을 직접 통과하면 무지개가 생기지 않습니다.
또한 주무지개와 보조무지개 색상은 익숙한 7색이지만 색상 순서는 정반대다. 햇빛이 분산되어 형성되는 단색광의 가장 긴 파장은 빨간색으로, 가시광선 스펙트럼에서 가장 낮은 주파수 색상입니다. 이 정보에 따르면 빨간색은 무지개의 일곱 가지 색상 중 아래쪽에 있어야 하지만 빛이 반사되기 때문에 우리에게 제시되는 시각적 효과는 위쪽에 빨간색이 있습니다. 두 번 반사된 2차 무지개는 아래쪽에 빨간색, 위쪽에 보라색으로 배열되어 있습니다.
주 무지개와 보조 무지개의 색 순서가 정확히 반대인 이유는 보조 무지개가 기본 무지개보다 더 어두운 이유는 빛이 반사 과정에서 에너지를 소비하기 때문입니다. 가끔 2차 무지개가 1차 무지개와 함께 나타나는 경우도 있지만 빛의 세기가 너무 약해서 사람들이 관찰하지 못합니다. 주무지개 밖의 두 번째 무지개의 위치는 반사 각도의 크기에 따라 결정됩니다. 두 번째 무지개의 방출 각도는 50°~53°인 반면, 주 무지개는 40°~42°입니다.