熙宁八年（公元1075年），沈括奉诏出使辽国。在使辽途中，他注意观测和考察了所遇见的种种自然奇观。本则笔记记述的就是他在北方见到的虹这一光折射现象。

    虹是空气中水珠对日光折射的结果。雨过天晴，阳光照到空中的水珠上，由于太阳光包含了七种不同频率的光波，这些光波折射的方向不同，从而形成了七色的光环，这就是虹。沈括引用孙彦先的话解释了虹的成因：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之。”这一见解无疑是正确的。

    另外，他还观测到虹在天空的位置及运动方向。沈括发现，虹与太阳的位置是相对的。当傍晚太阳偏西的时候，虹就出现在东方，人“自西望东则见”。同时，傍晚的太阳在天空运行的轨迹是向西北运行，因此虹相应地向东运动。

    沈括的观察极为细致，而他的观察结果也是符合科学原理的，因而代表了宋代天象观测的最高水平。

    世传虹能入溪涧饮水，信然。熙宁中，予使契丹，至其极北黑水境永安山下卓帐。是时新雨霁【霁】雨住天晴。霁，音ｊì。，见虹下帐前涧中，予与同职扣涧观之，虹两头皆垂涧中。使人过涧，隔