Cando unha única gota esférica de auga recibe unha fronte de onda de luz, a meirande parte da luz pasa a través das seccións centrais da gota experimentando un efecto de reflexión e de posterior refracción; así, a secuencia de cor resultante, consecuencia da refracción, divide a luz nas súas cores elementais: vermello, alaranxado, amarelo, verde, azul, añil e violeta; a luz violeta, por exemplo, ó refractarse desvíase máis ca luz vermella polo que un observador verá unha liña interna de luz violeta e unha externa de luz vermella, con cores espectrais intermedias entre ámbalas dúas liñas; a cuantía do cambio de dirección orixinado pola refracción depende da longura de onda da luz polo que a luz branca, ó estar constituída pola combinación de varias longuras de onda, vese dispersada no proceso de refracción.

O arco da vella será o resultado de millóns de gotiñas de auga actuando coma prismas da maneira xa indicada.