Gloire (phénomène optique) - Définition

Introduction

Gloire produite par la vapeur d'une source thermale

Une gloire est un phénomène optique entourant un objet matériel, ayant la forme d'une ellipse aux couleurs de l'arc-en-ciel. Il s'agit d'un ou plusieurs séries d'anneaux colorés vus par un observateur autour de son ombre portée sur un nuage constitué principalement par de nombreuses petites gouttelettes d'eau, sur du brouillard ou, mais très rarement, sur de la rosée. Le phénomène est beaucoup plus petit qu'un arc-en-ciel, 5° à 20° d'ouverture par rapport au centre, et son diamètre dépend de la grosseur des gouttelettes. Il s'agit d'une forme d'anthélie.

En Chine, il a été noté depuis très longtemps depuis le sommet des montagnes surplombant les nuages. Le plus vieux signalement date de l'an 63 de notre ère au mont Emei. La gloire y est appelé la lumière de Bouddha car elle entoure la tête de l'observateur et est vue comme le halo de l'illumination personnelle. En Europe, la plus connue des gloires est celle qui est souvent associée au spectre de Brocken.

Principe

Exemples de patron de diffusion selon la taille des diffuseurs versus la longueur d'onde. De gauche à droite : de Rayleigh (régime d'homogénéisation), de diffusion Mie pour de petites particules (régime résonnant) et pour de grosses particules (tendant vers régime spéculaire). L'onde incidente arrive par la gauche.

La diffusion de la lumière est le phénomène par lequel le rayonnement est dévié dans de multiples directions (on peut parler d'« éparpillement ») par une interaction avec d'autres objets. Elle peut être également répartie dans toutes les directions (isotrope) ou obéir à un patron de réémission bien particulier selon le milieu traversé (anisotrope). En particulier, la partie de l'onde incidente qui est retourné dans la direction d'où elle a été émise est appelée rétrodiffusion. On voit sur le diagramme que la rétrodiffusion spéculaire, comme celles sur les gouttes de nuages, se fait sur un angle restreint et est une portion importante de la réflexion du rayonnement dans les particules présentent dans l'atmosphère.

D'autre part, la diffusion peut avoir lieu à la rencontre d'une interface entre deux milieux (dioptre), ou à la traversée d'un milieu (cas de la décomposition de la lumière par un prisme ou effet de l'arc-en-ciel). Dans ce dernier cas, la lumière du soleil est d'abord réfractée en pénétrant la surface de la goutte, subit ensuite une réflexion partielle à l'arrière de cette goutte et est réfractée à nouveau en sortant. L'effet global est que la lumière entrante est principalement réfléchie vers l'arrière sous un angle qui dépend de la longueur d'onde (la couleur) des composantes de la lumière. La lumière bleue qui est réfractée a un plus grand angle que la lumière rouge, mais en raison de la réflexion totale, la lumière rouge apparaît plus haut dans le ciel et forme la couleur externe du dégradé de couleurs.

Une gloire est ainsi provoquée par la rétrodiffusion de rayons lumineux passant dans les gouttelettes d'eau d’un nuage, d'un brouillard ou même de la rosée. Elle apparaît lorsque l’observateur se trouve entre le Soleil et la source de rétrodiffusion. Elle est visible sous forme d'un halo qui entoure l'ombre de l'observateur. Elle n'est visible que pour ce dernier ou quelqu'un dans la même ligne de visée car l'intensité de la rétrodiffusion devient nulle rapidement dès qu'on s'éloigne vers la droite ou la gauche.