Comment se forme un arc-en-ciel?

Qu'est-ce qu'un arc-en-ciel?

Un arc-en-ciel est un phénomène multicolore en forme d'arc qui peut apparaître dans le ciel. Les couleurs d'un arc-en-ciel sont produites par la réflexion et la dispersion de la lumière à travers des gouttelettes d'eau présentes dans l'atmosphère. Un observateur peut percevoir qu'un arc-en-ciel est situé près ou très loin, mais ce phénomène ne se trouve pas réellement à un endroit spécifique. Au lieu de cela, l'apparition d'un arc-en-ciel dépend entièrement de la position de l'observateur par rapport à la direction de la lumière. En substance, un arc-en-ciel est une illusion d'optique.

Rainbows présente un spectre composé de sept couleurs dans un ordre spécifique. En fait, dans de nombreux pays anglophones, les écoliers apprennent à se souvenir du nom «Roy G. Biv» en tant que moyen mnémonique pour se souvenir des couleurs d’un arc-en-ciel et de leur ordre. “Roy G. Biv” signifie: rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Le bord extérieur de l'arc-en-ciel est rouge, tandis que le bord intérieur est violet.

Comment se forme un arc-en-ciel?

Un arc-en-ciel se forme lorsque la lumière (généralement la lumière du soleil) traverse des gouttelettes d'eau suspendues dans l'atmosphère. Les ondes lumineuses changent de direction lorsqu'elles traversent les gouttelettes d'eau, ce qui entraîne deux processus: la réflexion et la réfraction. Lorsque la lumière se reflète sur une gouttelette d’eau, elle rebondit simplement dans la direction opposée à celle d’origine. Lorsque la lumière se réfracte, elle prend une direction différente. Certaines personnes qualifient la lumière réfractée d '«ondes lumineuses courbées». Un arc-en-ciel se forme parce que la lumière blanche pénètre dans la gouttelette d'eau, où elle se courbe dans plusieurs directions différentes. Lorsque ces ondes lumineuses courbées atteignent l’autre côté de la gouttelette d’eau, elles réfléchissent hors de la gouttelette au lieu de traverser complètement l’eau. Puisque la lumière blanche est séparée à l'intérieur de l'eau, la lumière réfractée apparaît sous forme de couleurs séparées pour l'œil humain.

Couleurs de l'arc-en-ciel

Chaque vague de couleur a une longueur différente. Par exemple, la lumière rouge a la plus grande longueur d’onde et ne se courbe qu’à un angle de 42 degrés environ. La lumière violette, au contraire, a la longueur d’onde la plus courte et s’incline autour de 40 degrés avant de sortir de la goutte d’eau. Comme la longueur d'onde de la lumière rouge est plus longue, elle apparaît le plus souvent sur le bord extérieur de l'arc-en-ciel. De même, les autres couleurs sont également ordonnées en fonction de leur longueur d'onde. D'autres vagues de lumière sont également réfléchies par l'arc-en-ciel. Cependant, ces ondes lumineuses ne sont pas visibles à l'œil nu. Ces rayons invisibles sont présents des deux côtés de l'arc-en-ciel. Les rayons ultraviolets sont plus courts que les rayons violets et les rayons X sont encore plus courts que les rayons ultraviolets. Le rayonnement gamma est à l'extrême extrême de ce côté de l'arc-en-ciel. À l’autre bout du spectre, on trouve le rayonnement infrarouge et les ondes radio.

Types d'arcs-en-ciel

Les arcs-en-ciel sont formés de différentes manières. Certains des différents types d’arc-en-ciel sont mis en évidence ci-dessous:

Double arc en ciel

Un double arc-en-ciel se produit lorsqu'un deuxième arc-en-ciel est visible au-dessus de l'arc-en-ciel principal. Le deuxième arc-en-ciel n'est pas aussi brillant que le premier. Ce phénomène est rendu possible par une double réflexion, ce qui entraîne l'inversion de l'ordre des couleurs du deuxième arc-en-ciel.

Moonbow

Bien que la plupart des arcs-en-ciel soient associés à la lumière du soleil juste après une averse de pluie, certains sont créés par la lumière de la lune. Les arcs de lune sont moins communs que les arcs-en-ciel de jour. Ces illusions ne sont visibles que dans certaines régions du monde, généralement là où se trouvent des cascades. On voit souvent des Moonbows dans les embruns créés vers le bas de ces chutes. De plus, les rayons de la lune ont généralement besoin que la lumière de la pleine lune soit visible. La plupart des gens voient les arcs de lune comme complètement blancs.

Fogbow

Comme les arcs de lune qui apparaissent généralement dans les embruns en cascade, les arcs de brouillard peuvent être vus dans les cas de brouillard mince combiné à un rayonnement solaire important. Dans ce cas, la lumière réfléchie par une collection dense de particules d’eau crée un arc-en-ciel large et lumineux. Les arcs à brouillard sont presque entièrement de couleur blanche. Cette apparence blanche est due au fait que chaque onde lumineuse est projetée sur une très large zone. Ces larges stries ont tendance à se mélanger, créant ainsi la couleur blanche. Cependant, des traînées de couleurs rouges et bleues peuvent parfois être observées le long des bords d'un arc-en-brouillard.

Arc-en-ciel de réflexion

Des arcs-en-ciel de réflexion peuvent être vus au-dessus de grandes étendues d’eau plate, telles que des lacs. Ces réflexions se produisent lorsqu'un arc-en-ciel primaire est visible à la surface de l'eau. L'eau reflète l'arc-en-ciel primaire, créant un arc-en-ciel secondaire au-dessus du primaire. Cet arc-en-ciel secondaire n'est qu'un reflet de couleur et est un peu plus pâle que l'arc-en-ciel principal. Sa forme prend une forme allongée et s’étire généralement vers le haut en ligne droite, plutôt qu’en arc. Ces deux arcs-en-ciel semblent se toucher où chacun rencontre la terre, créant une partie plus large et plus lumineuse du phénomène. Les arcs-en-ciel de réflexion sont rares.

Arc-en-ciel réfléchi

Un arc-en-ciel réfléchi est similaire à un arc-en-ciel en ce sens qu'il survient sur une grande étendue d'eau plate, bien que certains individus aient également observé l'observation d'arcs-en-ciel réfléchis dans de plus petites collections d'eau plate. La différence entre ces deux types d’arc-en-ciel réside dans le fait que la réflexion n’est pas projetée dans le ciel, mais plutôt à la surface de l’eau. Ces arcs-en-ciel se forment lorsque des vagues de lumière traversent des gouttelettes d’eau dans l’atmosphère et se reflètent à la surface de l’eau. Les points finaux de l'arc-en-ciel primaire et réfléchi semblent se toucher dans l'eau, cependant, les deux ne forment pas un cercle complet. Au lieu de cela, l'arc-en-ciel réfléchi crée une forme ovale allongée avec l'arc-en-ciel dans le ciel.

Arc-en-ciel monochrome

Comme son nom l'indique, un arc-en-ciel monochrome prend une couleur unie plutôt que le spectre complet généralement observé dans les arcs-en-ciel. Ce phénomène produit un arc-en-ciel rouge solide. Ces arcs-en-ciel sont plus courants après une pluie proche du coucher ou du lever du soleil. À ces heures, la lumière du soleil pénètre plus profondément dans l'atmosphère, ce qui provoque la propagation d'ondes de lumière bleues et bleues sur une zone plus large. Sans ces couleurs, les ondes de lumière rouges peuvent dominer le ciel. Les arcs-en-ciel monochromes sont considérés comme un phénomène rare.