כאשר מתבוננים על קשת בענן בשטח פתוח, אנו רואים קשת מרהיבה המכסה חצי היקף מעגל, הצבע האדום מופיע תמיד בצדה העליון-החיצוני של הקשת, ובצדה הפנימי מופיע הצבע הסגול. בין שני צבעים אלה מופיעים שאר צבעי הקשת: אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו (כחול כהה), וסגול.
כאשר תנאי הראות טובים, ניתן להבחין מעל הקשת הראשונית בקשת משנית, בה סדר הצבעים הפוך לזה של הקשת הראשונית: הצבע האדום מופיע בצד הפנימי של הקשת והצבע הסגול בצדה החיצוני (ראו איור).
התמונה נוצרה על ידי: LeonardoWeiss, רישיון: CC BY 3.0.
בין שתי הקשתות קיים פס שחור הנקרא: "הפס האפל של אלכסנדר", על שמו של פילוסוף יווני מהמאה השנייה, אשר תיאר פס זה לראשונה. ברם, למעשה צורתה המלאה של הקשת היא מעגל שלם! ואכן זו הצורה הנראית לצופה הנמצא במקום גבוה, למשל ממטוס.
איך נוצרת קשת בענן?
הקשת נוצרת כתוצאה מקרני אור שפוגעות וחודרות לטיפות מים. קרן האור הלבנה שפוגעת בטיפה בצדה החיצוני יוצרת החזרה והעברה: החזרה – רוב קרן האור חודר לתוך הטיפה בזווית שונה, והעברה – חלקה הקטן (כ-2%) מועבר החוצה בזווית שונה.
הקרן שחדרה לתוך הטיפה פוגעת בצדה הפנימי הנגדי של הטיפה, ויוצרת החזרה והעברה שנייה: החזרה – חלק מהקרן חוזר חזרה לתוך הטיפה בזווית שונה, והעברה – חלק מהקרן מועבר החוצה. לאחר ההחזרה השנייה, הקרן ממשיכה את מסעה בתוך הטיפה ופוגעת שוב בצדה הפנימי התחתון של הטיפה, כאן נוצרת החזרה והעברה שלישית: החזרה – חלק מהקרן חוזר חזרה לתוך הטיפה, והעברה – חלק מהקרן מועבר החוצה.
קרני האור הלבנות שהוחזרו לתוך הטיפה לאחר פגיעתם בטיפה, יפגעו בצדה הפנימי של הטיפה ומשם יעברו החוצה בשלל צבעים שייקבעו לפי זוויות ההחזרה וההעברה של כל קרן. כלומר, מקרני האור הללו שעברו שני שינויי זווית בתוך הטיפה: האחד בהחזרה הראשונה והשני בהעברה השנייה, נוצרת הקשת היפהפייה שאנו רואים. מקרני האור שהועברו החוצה לאחר שעברו שתי החזרות והעברה בתוך הטיפה, נוצרת הקשת המשנית שניתן לראות אותה כאשר יש תנאי ראות טובים.
כלומר, הקשת הראשית מורכבת מקרני האור שיצאו ממרכז הטיפות ומעלה, ואשר עברו החזרה אחת בכניסת קרן האור לטיפה, והועברו החוצה לאחר מכן בצדה השני של הטיפה; והקשת המשנית מורכבת מקרני האור שיצאו ממרכז הטיפות ומטה, ואשר עברו שתי החזרות בתוך הטיפה, והועברו החוצה לאחר מכן בצדה התחתון של הטיפה (ראו איור מצורף).
