Il y a deux jours, la question du jour était "Pourquoi le ciel est-il bleu?" Pour certaines raisons, qui a déclenché un flot de « Qu'est-ce qui cause un arc-en-ciel ? » des questions, alors marchons à travers la nature des arcs-en-ciel.
Vous savez que la lumière est constituée d'une collection de plusieurs couleurs :rouge, Orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet. C'est pourquoi un prisme peut capter la lumière blanche d'un côté et produire son propre mini-arc-en-ciel de l'autre côté. Pour comprendre les arcs-en-ciel, il faut commencer par comprendre ce qui se passe à l'intérieur d'un prisme pour le laisser séparer la lumière blanche en ses couleurs.
Un prisme est un triangulaire morceau de verre ou de plastique. Pour qu'il produise un mini-arc-en-ciel, vous permettez à une étroite bande de lumière blanche de tomber sur une face du triangle, comme ça:
(Voir cette page pour une applet Java soignée qui démontre la dispersion d'un prisme.)
La dispersion des couleurs dans un prisme se produit à cause de ce qu'on appelle le indice de réfraction du verre. Chaque matériau a un indice de réfraction différent. Lorsque la lumière pénètre dans un matériau (par exemple, lorsque la lumière voyageant dans l'air pénètre dans le verre d'un prisme), la différence d'indice de réfraction de l'air et du verre fait fléchir la lumière. Les angle de flexion est différent pour différentes longueurs d'onde de la lumière. Au fur et à mesure que la lumière blanche traverse les deux faces du prisme, les différentes couleurs se plient de différentes manières et, ce faisant, s'étalent en un arc-en-ciel.
Dans un arc-en-ciel , les gouttes de pluie dans l'air agissent comme de minuscules prismes. La lumière entre dans le goutte de pluie , se reflète sur le côté de la goutte et sort. Dans le processus, il est divisé en un spectre comme il l'est dans un prisme de verre triangulaire, comme ça:
L'angle entre le rayon de lumière entrant et le rayon sortant des gouttes est de 42 degrés pour le rouge et de 40 degrés pour le violet. Vous pouvez voir dans ce diagramme que les angles font que différentes couleurs de différentes gouttes atteignent votre œil, formant un cercle de couleur dans le ciel -- un arc-en-ciel ! Dans un double arc en ciel , le deuxième arc est produit car les gouttelettes peuvent avoir deux réflexions internes et obtenir le même effet. Les gouttelettes doivent être de la bonne taille pour que deux réflexions fonctionnent.
La prochaine fois que vous apercevrez un arc-en-ciel, vous le verrez sous un tout nouveau jour. Pour plus d'informations, Découvrez Comment fonctionnent les arcs-en-ciel.
