يسمى قوس قزح المحدد عند هذه الزاوية قوس قزح الابتدائي، ويكون أحمر عند طرفه الخارجي وبنفسجيًا عند طرفه الداخلي، مع وجود عدد من الألوان بينهما. وإذا استطعت مسح السماء بزاوية ترتفع بحوالي 9° فوق القوس الابتدائي، فسوف ترى قوسًا آخر أقل لمعانًا يسمى قوس قزح الثانوي، يكون ترتيب الألوان فيه معكوسًا. ويفصل بين القوسين عادة منطقة مظلمة نسبيًا تسمى نطاق ألكسندر المظلم.
يتكون قوس قزح عندما تُحني قطرات المطر ضوء الشمس وتعكسه (إلى اليسار) . يتكسر الضوء عند انحنائه إلى عدد من الأشعة ذات ألوان مختلفة تتراوح بين الأحمر والبنفسجي، وبينهما البرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق. وتنعكس هذه الأشعة عن السطوح الداخلية للقطرات، وتنحني مرة أخرى عند خروجها منها. ونتيجة لذلك، يظهر قوس قزح عند حوالي 42° فوق نقطة مقابلة الشمس الخاصة بالمراقب، وهي النقطة المقابلة للشمس مباشرة. والطرف الخارجي لقوس قزح أحمر اللون، بينما الطرف الداخلي بنفسجي اللون.
كيف يظهر قوس قزح. من المفيد، لفهم بعض خصائص قوس قزح، أن نتخيل أن ضوء الشمس يمكن تقسيمه إلى عدد من الأشعة المتوازية، التي تكون مرتبة بانتظام عند وصولها إلى سطح قطرة المطر، كما يفيد أيضًا أن نتعرف على الطبيعة الموجية للضوء، وكيفية انحناء ضوء الشمس عند مروره عبر منشور.
الطبيعة الموجية للضوء. الضوء شكل من الطاقة يسلك إلى حد ما سلوك الموجات، حيث ينتقل في موجات ذات أطوال موجية. والطول الموجي هو المسافة بين أي نقطة على موجة والنقطة التي تقابلها على الموجة التالية. ويبدو الضوء المرئي ذو الأطوال الموجية المختلفة بألوان متباينة، حيث يكون الضوء ذو الطول الموجي الأكبر أحمر اللون، والضوء ذو الطول الموجي الأقصر بنفسجي اللون.