彩虹为什么是半圆的？

要了解彩虹为什么总是弧形，就要先知道彩虹形成的原因。雨后在空中残留着许多雨滴，阳光射入雨滴，经过一次反射和两次折射，被分散为红、黄、绿等单色光。如下图。（关于折射和色散的知识要在高中才学到。）

经过理论计算可以发现，只有以某个角度（40度~42度）折射到眼睛的光线才会形成彩虹。利用立体几何的知识想想，这些雨滴是不是构成弧形的？（好象立体几何也要到高中才学？