當山間瀑布下泄，水珠四濺，日光照射，即成七彩，猶似虹霓之狀，這是人們所容易發現的。在這種現象啟發之下，使人們想到了能否人為地造成虹霓之狀。
唐代著名道士、詞人和詩人張誌和寫的《玄真子》一書中記載：“背日噴乎水成虹霓之狀。”意思是說，背著太陽向空中噴水，就可以看到虹霓現象。
這個實驗確實是很有意義的。這是人們有意識進行的一次白光色散實驗，它直接模擬了虹霓現象，不但可以驗證關於虹的成因的解釋，而且給了曆史上關於虹的種種迷信邪說以毀滅性打擊。
除了虹霓以外，古人還注意到許多色散現象，在唐宋時期前後不斷被發現並記載下來。這不但豐富了人們對色散的認識，而且有助於對虹霓成因的解釋。
人們深入觀察了單獨一個水滴的色散現象。南宋時期學者程大昌在《演繁露》一書中記載著一個很有趣的現象：
當雨過天晴或露水未幹的時候，沾於樹枝草木之端的水滴，由於表麵張力的作用，總是結為亮晶晶的圓珠之狀。
仔細觀察其中一個小水珠，在日光照射之下，可以顯出五顏六色，這就是白光
經過水珠折射反射之後的色散現象。
程大昌能夠仔細地深入觀察這種現象，是很難得的。更重要的是，他從中得出的結論是很科學的。他說這種顏色，不是水珠本身所有，而是“日之光品著色於水”。這就指出了太陽光之中包含有數種色光，經過水珠的作用可以顯出五色來。這可以說接觸到了色散的本質問題。
應當指出，搞清楚單個水滴的色散現象，為解釋水滴映日成虹現象提供了更紮實的基礎，其意義顯然是很大的。從南北朝時期開始，就發現了某些結晶體的色散現象。梁元帝蕭繹撰寫的《金樓子》裏記載著一種叫君王鹽或玉華鹽的透明自然晶
體，“及其映日，光似琥珀”。“琥珀”顏色呈紅、黃、褐色，就是說白光通過晶體折射後呈現出幾種色光來。這是關於晶體色散的最早記錄。
明代科學家方以智在《物理小識》裏，對這些知識作了總結性記載。他不但全麵羅列了各種各樣的色散現象，包括自然晶體的色散，人造透明體的色散，水滴群的色散；更重要的是能夠指出虹霓現象和日月暈、雲彩等現象是相同的道理，都是白光的色散。
明代中期以後，朝廷對於色散的研究，又是一番情況。西方近代科學家漸漸輸入，比如意大利傳教士利瑪竇來華，就帶有棱鏡片，並做過色散表演。
我國最早正確介紹近代色散知識的人，是清代翻譯家張福僖翻譯的《光論》。
這本書對於棱鏡的分光、折光、光的合成和色盤等均有所闡述，並以白光在水滴中的折射、反射發生色散的道理，去解釋虹的成因，
書中又以虹為實例來證明白光可分為七色。這樣，使得人們的色散知識更加完整了。
從上麵簡單的介紹可以看到，我國古代對於虹的色散本質有相當深刻的認識，對於色散的現象有很多發現。
古人還注意到海市蜃樓的現象。海市蜃樓，也稱“蜃景”，是光線經過上下差異很大的空氣層，發生顯著 折射與全反射時，把遠處景物顯示在空中或地麵的奇異幻景，它常發生在海邊與沙漠。
古代對於海邊的蜃景記載較多也較早，在漢晉時期的書上，把它說成是蛟龍吐氣的結果，即所謂“蜃氣”。
北宋時期文學家蘇軾指出，海市蜃樓都隻是一種幻景。沈括也對山東登州經常出現的海市蜃樓進行了忠實記錄，但不曾解釋成因。
明代政治家陳霆在《兩山漫談》中探討了這個問題，他說：“城郭人馬之狀，疑塘水浩漫時，為陽焰與地氣蒸鬱，偶爾變幻。”這個見解是很有價值的。
在這些基礎上，清代的學者用“氣映”來說明蜃景的原理：水麵既能反射成像，上升的氣的界麵也可以像鏡子那樣反射成像，以此說明蜃景的生成，是明確的。