Les Arc-en-Ciel


Article Les Arc-en-Ciel - Univers - Astronomie
Par WEBMASTER, le 30/08/2010 dans Terre | 11429 | 0 |
L'arc-en-ciel est un des plus beaux spectacles que nous donnent à voir la nature et a suscité bien des interprétations au fil des siècles.



La décomposition de la lumière dite "blanche" peut se faire de plusieurs façons mais le résultat est toujours aussi splendide. La nature nous en offre un : l'arc-en-ciel.

Formation


Les gouttes de pluie décomposent la lumière solaire blanche en ses différentes composantes (ou couleurs) : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet. (désolé je n'ai pas toutes les couleurs smiley ). Elles se comportent comme des petits prismes. Quand ils les heurtent, les rayons solaires sont déviés et réfléchis selon un angle qui varie en fonction de leur couleur. Ainsi notre oeil voit la lumière blanche, mais dispersée.

Image Univers Astronomie : Les Arc-en-Ciel
Schéma de la décomposition de la lumière
avec un prisme. Le principe est strictement
le même avec une goutte d'eau.



Le saviez-vous ? Pour apercevoir un arc-en-ciel il faut avoir le Soleil "dans le dos" et faire face à la pluie ! En effet, quand les rayons solaires heurtent les gouttes d'eau, un certain nombre d'entre aux repartent vers l'arrière. Ce sont eux qui nous font voir l'arc-en-ciel. Plus précisément, ces rayons solaires sont déviés en pénétrant dans une goutte d'eau, cette déviation se produit à chaque fois que la lumière passe d'un milieu à un autre. Ici de l'air à l'eau.



Ils se réfléchissent ensuite sur la face interne de la goutte puis ressortent en étant de nouveau déviés. Or l'angle sous lequel il ressortent de la goutte d'eau dépend de leur longueur d'onde, autrement dit de leur couleur. Sachant que la lumière qui parait blanche à nos yeux est juste un mélange de couleurs (citées précédemment), on comprend que les gouttes d'eau de rideau de pluie jouent le rôle de petits prismes : ils décomposent la lumière blanche qui les heurte en ses différentes composantes en donnant naissance à un arc-en-ciel.

Le rouge en haut


Si les rayons solaires étaient des lignes matérielles, on verrait des lignes blanches du Soleil arriver sur les gouttes d'eau, et, de là, des lignes de couleurs repartir vers l'arrière dans un certain ordre. Les rayons rouge étant les plus déviés, on les voit à l'extérieur de l'arc-en-ciel. Les rayons violets, eux sont à l'intérieur car ce sont les moins déviés. La géométrie exacte d'un arc-en-ciel est un sujet complexe qui dépend de plusieurs paramètres. Mais on peut retenir que le centre de l'arc se situe toujours dans la direction opposée au Soleil par rapport à l'observateur (ce qui explique qu'on voit rarement d'arc-en-ciel à midi). En outre les rayons du Soleil peuvent se réfléchir plusieurs fois dans un goutte d'eau, ce qui produira un double arc-en-ciel, les couleurs du deuxième étant inversées par rapport au premier.

Un peu d'histoire...
Vers 1300, le Persan Kamal al-Din al-Farisi et l'allemand Dietrich Von Freiberg furent, semble-t-il, les premiers à fournir une explication satisfaisante de l'arc-en-ciel, en supposant que celui-ci se forme par rebond des rayons solaires sur les gouttes d'eau. Au XVIIe siècle dans le cadre des ses travaux sur l'optique, le Français René Descartes (1596-1650) élabora une théorie assez précise du phénomène en formalisant la déviation des rayons lumineux lors de leur passage d'un milieu à un autre. Puis en 1666, Isaac Newton découvrit le phénomène de décomposition de la lumière solaire par prisme.



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