Lorsque vous entendez le mot « arc-en-ciel », vous pensez peut-être aux nuages qui se séparent à la fin d’une journée pluvieuse, à la pochette d’un album de Pink Floyd ou à un pot d’or mythique. Mais comment se forment les arcs-en-ciel ? La science est assez simple.
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Tout commence par un prisme. Imaginez un morceau triangulaire de verre ou de plastique. Ce prisme est comme un magicien des coulisses du spectacle créateur d’arc-en-ciel. Lorsque la lumière blanche pénètre sur une face du prisme, c'est comme si le magicien murmurait une incantation :"Séparez-vous !"
Vous voyez, la lumière entre dans le prisme et la magie commence. Ce processus de fendage est dû à l'indice de réfraction du verre. Qu'est-ce que c'est, demandez-vous ? Chaque matériau, de l'air à l'eau, a un indice de réfraction différent. Cet indice dicte la quantité de lumière qui se courbe lorsqu'elle passe d'un support à un autre.
Lorsque la lumière atteint le prisme, elle se plie ou se réfracte grâce au changement d'indice de réfraction entre l'air et le verre. Mais cela ne s'arrête pas là; à mesure que la lumière continue à travers le prisme, elle se sépare en ses différentes couleurs.
Nous appelons ce processus dispersion, et c'est ainsi qu'un spectre de couleurs, de la lumière rouge avec la longueur d'onde la plus longue, à la lumière violette avec la longueur d'onde la plus courte, est créé.
Les couleurs d'un arc-en-ciel sont le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet. C'est la séquence qu'on n'oublie jamais :Roy G. Biv !
Bonne nouvelle :vous n'avez pas besoin d'un prisme pour assister à cet affichage spectral. Mère Nature vous couvre de gouttes de pluie.
Oui, les gouttes de pluie dans l'air agissent comme de minuscules prismes.
La lumière traverse chaque gouttelette d’eau, se plie lorsqu’elle entre et se reflète sur le côté avant de sortir. Cette séquence (entrer, se plier et sortir) est un processus appelé réfraction.
Pour visualiser comment les arcs-en-ciel se sont formés dans le ciel, pensez aux angles. La lumière qui pénètre dans une gouttelette de pluie se courbe selon des angles spécifiques, en fonction de sa couleur. La lumière rouge sort sous un angle de 42 degrés, tandis que la violette est légèrement plus petite à 40 degrés.
Les différents angles des multiples gouttelettes forment un cercle complet de couleurs dans le ciel :notre arc-en-ciel bien-aimé. Avez-vous déjà remarqué que la plupart du temps, vous ne voyez qu’une partie du cercle ? C'est parce que le sol gêne !
Un double arc-en-ciel est ce qui se produit lorsque la lumière à l’intérieur des gouttelettes se reflète deux fois, ce qui signifie que vous obtenez une seconde réflexion. L'arc-en-ciel secondaire apparaît à l'extérieur de l'arc principal et ses couleurs sont inversées. Si vous avez la chance d'en voir une, cela signifie que les gouttelettes d'eau ont juste la bonne taille pour ce deuxième spectacle.
Dans diverses cultures, les arcs-en-ciel sont des symboles d’espoir, représentant généralement la promesse de pluies à venir. Ainsi, la prochaine fois que vous verrez un arc-en-ciel, ce ne sera pas seulement une merveille scientifique :c'est aussi le signe multiculturel de bonnes choses à venir !
Pour être scientifiquement correct, un arc-en-ciel n’est pas un objet mais une illusion d’optique. Ce qui atteint nos yeux est la lumière visible, qui est transformée par l'œil humain en bandes de couleurs vibrantes que nous associons à un arc-en-ciel.
La lumière est composée de photons, de minuscules particules qui se comportent à la fois comme des ondes lumineuses et des rayons lumineux. Lorsque la lumière se réfracte ou se courbe, elle le fait parce que ses ondes lumineuses interagissent avec le milieu qu'elles traversent, qu'il s'agisse de l'air, du verre ou de l'eau.
Cet article a été mis à jour en collaboration avec la technologie de l'IA, puis vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.
La prochaine fois que vous apercevrez un arc-en-ciel, vous le verrez sous un tout nouveau jour. Pour plus d'informations, consultez Comment fonctionnent les arcs-en-ciel.
