Rozmiar wieńca a rozmiar kropli — jak odczytać jedno z drugiego, stojąc na balkonie.
Fala napotykająca okrągłą przeszkodę o średnicy d tworzy za nią wzór dyfrakcyjny: jasny środek i koncentryczne pierścienie. Pierwsze minimum wypada pod kątem:
Kluczowa jest odwrotna proporcjonalność: mniejsza kropla daje większy pierścień. To odróżnia wieniec od halo i tęczy, których kąty są stałe.
Ten sam wzór z tym samym współczynnikiem opisuje granicę rozdzielczości teleskopu i aparatu — tylko że tam d jest średnicą obiektywu, a nie kropli. To jedno z ładniejszych powtórzeń tego samego rachunku w zupełnie różnych kontekstach.
Skoro promień pierścienia zależy od rozmiaru kropli, to w chmurze o kroplach różnej wielkości pierścienie różnych rozmiarów nakładają się i wzajemnie wypełniają. Wynikiem jest biaława poświata bez struktury — zwana aureolą — zamiast wyraźnych barwnych kół.
Ostry, kolorowy wieniec wymaga więc wąskiego rozkładu rozmiarów kropel. Występuje to w chmurach świeżych, gdzie kropelki dopiero co powstały na podobnych jądrach i nie zdążyły urosnąć nierównomiernie przez koalescencję.
Stąd praktyczna reguła obserwacyjna: im ładniejszy wieniec, tym młodsza chmura. Najlepsze wieńce daje cienki Altocumulus przesuwający się przed Księżycem, a nie gruby Stratus.
Gloria pojawia się dokładnie w kierunku antysłonecznym — czyli światło musi wrócić o 180°. Śledząc promienie w kropli, nie da się otrzymać silnego powrotu pod takim kątem: prosty rachunek geometryczny daje w tym kierunku znikomo mało światła.
Wyjaśnienie wymaga uwzględnienia fal powierzchniowych: fala, która ledwie muska kroplę, może biec przez pewien odcinek wzdłuż jej powierzchni i wypromieniować się wstecz. Interferencja takich fal z różnych stron kropli daje pierścienie.
Pełny opis wymaga teorii Mie i został dopracowany dopiero w drugiej połowie XX wieku. Praktyczna zależność jest jednak taka sama jak dla wieńca — rozmiar pierścieni jest odwrotnie proporcjonalny do rozmiaru kropel — więc gloria również jest przyrządem pomiarowym.