O arc-en-ciel est un phénomène de caractère optique caractérisé par la formation d'un arc lumineux et coloré dans le ciel en raison de la présence de gouttelettes d'eau en suspension dans l'air. Il existe de nombreux mythes entourant ce phénomène et le plus célèbre est peut-être la présence de richesses au bout de l'arc-en-ciel, mais comme nous le verrons ci-dessous, il n'y a pas de fin là où l'or peut être !
Comment se forment les arcs-en-ciel ?
Le phénomène qui explique l'arc-en-ciel est le dispersion de la lumière chromatique. Lorsqu'un paquet de lumière polychrome (lumière blanche) souffre réfraction lors de la saisie d'un prisme ou goutte d'eau, il est séparé dans le sept couleurs qui le composent. Cette séparation se produit parce que le indice de réfraction le milieu a une relation inversement proportionnelle avec le longueur d'onde de la lumière. Comme chaque couleur de lumière qui compose la lumière blanche a une longueur d'onde caractéristique., les indices de réfraction du milieu seront différents pour chaque couleur, de sorte que la lumière blanche sera séparée et diffusée lors de l'entrée dans un prisme.
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L'image ci-dessus illustre l'apparition de la diffusion chromatique de la lumière. Notez que les tons bleus, qui ont les longueurs d'onde les plus courtes, subissent le plus grand changement de direction, tandis que les tons rouges, qui ont les longueurs d'onde les plus longues, subissent le moins de décalage.
cas de cercle d'iris
Un observateur potentiel au sol ne pourra percevoir un arc-en-ciel que si la direction dans laquelle il se trouve fait un angle d'environ 42° avec la direction de la lumière provenant des gouttes en suspension dans l'air. Comme toutes les gouttes ont une direction de 42° avec l'observateur, le phénomène sera toujours perçu sous la forme d'un arc de circonférence.
La réalité est que chaque arc-en-ciel est de forme circulaire, mais ce cercle ne peut pas être perçu depuis le sol en raison de la courbure de la Terre.
Dans la vidéo ci-dessus, un grutier, qui mesurait environ 500 mètres de haut, a filmé un arc-en-ciel, et ce qu'il a vu était un circonférence parfait. Donc, chaque arc-en-ciel est en fait un cercle arc-en-ciel !
Par Joab Silas
Diplômé en Physique
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
JUNIOR, Joab Silas da Silva. "Arc-en-ciel ou cercle arc-en-ciel ?"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/arco-iris-ou-circulo-iris.htm. Consulté le 27 juin 2021.
