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Comment naissent les arcs-en-ciel ?

Vous êtes ici : » » Comment naissent les arcs-en-ciel ? ; écrit le: 9 mars 2012 par Hela modifié le 30 août 2018

Comment naissent les arcs-en-ciel ?

Pour Aristote et ses disciples, l’arc-en-ciel provenait de la réflexion du Soleil sur les nuages. Selon eux, les différentes teintes étaient produites par les variations d’absorbance du blanc, couleur pure dont dérivaient les autres au fur et à mesure qu’elles étaient souillées.



Dans les années 1300 de notre ère, le Perse Al-Fârisî et le moine dominicain allemand Dietrich von Freiberg, authentique expérimentateur du Moyen Âge, avaient compris que le phénomène naissait de réflexions et réfractions de la lumière dans les gouttes d’eau. Mais leurs travaux tombèrent pratiquement dans l’oubli jusqu’à ce que Descartes et Newton entreprennent de déterminer ta géométrie exacte de l’arc et ses conditions de visibilité.

L’eau décompose la lumière solaire à la manière d’un prisme. Les rayons lumineux qui pénètrent dans les gouttes de pluie y subissent une réflexion avant de ressortir avec un angle qui dépend de la couleur. La lumière émergente ainsi dispersée est confinée dans une bande circulaire de deux degrés de large environ.

Lare est visible à l’opposé du Soleil, dans une couronne faisant 42 degrés avec la ligne qui plonge du Soleil à l’œil de l’observateur.

Inutile donc d’espérer voir un arc-en-ciel si le Soleil est à plus de 42 degrés hauteur dans le ciel, c’est-à-dire, dans nos régions, en été ou à midi solaire Soleil culmine à 71 degrés en été, à Paris). L’horizon en occulte la plus grande  partie. Seule solution : prendre de la hauteur, observer en montagne, ou de un avion. Les pilotes peuvent ainsi observer des cercles complets.

Bien sûr, toutes les gouttes vues dans une même direction contribuent à formation de l’arc-en-ciel, qui n’est pas localisé. La position de l’observateur détermine la direction des gouttes efficaces. Deux individus côte à côte ne  voient donc pas le même arc.

La palette des couleurs visibles est infinie et ne se limite pas à sept comme veut une croyance qui perdure. Les couleurs s’étalent du violet, à l’intérieur, rouge, à l’extérieur. Les personnes opérées de la cataracte distinguent même  une zone ultraviolette, qui prolonge la partie violette. Une observation attentive révèle également l’existence d’un arc secondaire aux couleurs inversées, l’extérieur du premier et à 51 degrés (entre 50°33’et 53°56′) au lieu de 42 (en 40°23′ et 42°16′). Plus large et moins lumineux que l’arc principal, il résulte de la décomposition de la lumière qui émerge des gouttes après une réflexion : supplémentaire. Les rayons efficaces qui arrivent à l’œil entrent par le h de la goutte pour l’arc primaire et par le bas pour l’arc secondaire. Entre deux, une bande sombre, dite d’Alexandre, du nom d’Alexandre Aphrodie, qui en fit état dans ses chroniques, en 200 avant notre ère. Les arcs tertiaires et quaternaires, moins lumineux et situés défavorablement par rapport au Soleil, s’observent normalement qu’en laboratoire. Les arcs surnuméraires, des bandes  pâles parfois visibles à l’intérieur de l’arc primaire, résultent de phénomènes  complexes d’interférence.

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