Da Descartes havde opdaget brydningsloven, brugte han den til at beregne regnbuens vinkeldiameter, som er 84°, er resultat, der passer godt med erfaringen. Men farverne i regnbuer kunne Descartes ikke beregne, for han vidste ikke, at de forskellige farver bliver brudt lidt forskelligt, når lys f.eks. går ind i en regndråbe. Det opdagede Newton, og han målte også brydningsforholdet for forskellige farver. Her vil vi bruge de moderne tal. Ved overgangen fra luft til vand er brydningsforholdet n = 1,331 for rødt lys, og det er 1,337 for blåt lys. Som vi har beskrevet under Descartes kan man på den baggrund beregne, at det røde lys, der forlader dråben, danner en vinkel på 42° med solstrålerne og at den tilsvarende vinkel for det blå lys er 40°

På billedet viser vi, at det røde lys brydes mindst, og det blå mest. Efter brydningen skal man kigge mere opad for at se det røde lys end når man skal se det blå lys. Synslinjerne til den røde del af regnbuen danner en vinkel på 42° med solstrålerne mens synlinjerne til det blå lys kun danner en vinkel på 40° med solstrålerne. Den røde del af regnbuen ligger derfor øverst og yderst, mens den blå del ligger nederst og inderst. Beregningen stemmer med virkeligheden:

Tallene ovenfor tyder på, at regnbuens tykkelse er 2°. Det er nogenlunde rigtigt, men Newton fandt faktisk et bedre resultat ved at tage hensyn til, at alle solstråler ikke er parallelle. Han fandt bredden til 1° 45´.

Descartes og Newtons teoretiske behandling af regnbuen styrkede respekten for fysikken som beregningsmodel for naturfænomener.