Qu'est-ce qu'un arc-en-ciel et comment se forme-t-il ?

Publié par Redbran le 23/05/2024 à 06:00
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Les arcs-en-ciel, avec leurs bandes lumineuses de couleurs qui apparaissent dans le ciel, captivent les petits comme les grands. Mais qu'est-ce qui cause ce phénomène naturel ?


Image d'illustration Unsplash

Lorsqu'il pleut et que le soleil brille en même temps, vous pourriez voir un arc-en-ciel. Un arc-en-ciel se forme grâce à la réfraction, la réflexion et la dispersion de la lumière dans les gouttes de pluie. Examinons chacune de ces étapes plus en détail.

Réfraction, réflexion puis dispersion

La lumière du soleil semble blanche, mais elle est en réalité composée de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel: rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Lorsque la lumière pénètre dans une goutte de pluie, elle ralentit et se plie, un processus appelé réfraction. La réfraction sépare la lumière blanche en ses différentes couleurs car chaque couleur se plie à un angle légèrement différent.


Image Wikimedia
Ensuite, la lumière se reflète à l'intérieur de la goutte. La lumière qui entre par l'avant de la goutte se réfléchit ensuite à l'intérieur sur l'arrière de la goutte.

Enfin, la lumière est réfractée à nouveau lorsqu'elle sort de la goutte de pluie. Ce deuxième passage amplifie la séparation des couleurs. Lorsque cette lumière sort de la goutte, les différentes couleurs sont envoyées dans différentes directions, formant ainsi l'arc-en-ciel que nous voyons.

L'ordre des couleurs d'un arc-en-ciel est toujours le même: rouge à l'extérieur et violet à l'intérieur. Cela est dû aux différents angles de réfraction pour chaque couleur, avec le rouge se pliant le moins et le violet se pliant le plus.

Il existe plusieurs types d'arcs-en-ciel, y compris les arcs-en-ciel doubles où un arc secondaire plus faible apparaît en dehors de l'arc primaire. Ce deuxième arc a les couleurs inversées en raison de deux réflexions internes dans les gouttes de pluie.

Pourquoi un arc et où le trouver ?

La forme circulaire de l'arc-en-ciel résulte de la nature sphérique des gouttes de pluie et des angles spécifiques de la lumière réfractée. En réalité, un arc-en-ciel est un cercle complet, mais le sol bloque la partie inférieure, nous donnant l'impression de voir seulement une portion de cercle. Dans des conditions particulières, comme en avion, il est possible de voir un arc-en-ciel complet: un cercle.

L'angle d'observation est déterminée par la géométrie. Les arcs-en-ciel apparaissent généralement lorsque le soleil est bas dans le ciel, par exemple tôt le matin ou en fin d'après-midi. L'angle décrit par un arc-en-ciel primaire est de 42 degrés, dans la direction opposée au soleil (si l'arc-en-ciel est devant vous, le Soleil est dans votre dos).

Si le temps est à la pluie mais que le Soleil perce bas sur l'horizon, tournez le dos au Soleil. Vous pourriez voir un arc-en-ciel devant vous, si la zone observée subit des précipitations.
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