Pourquoi l'arc-en-ciel est circulaire

L’arc-en-ciel, phénomène naturel fascinant et mystérieux, est souvent associé à une forme courbe et circulaire dans notre imaginaire collectif. Mais pourquoi cet arc de couleurs se présente-t-il sous cette forme si particulière ? Pour comprendre cela, il est important de connaître les mécanismes de formation de l’arc-en-ciel et d’explorer les lois de la réfraction de la lumière.

Tout d’abord, il est crucial de rappeler que l’arc-en-ciel est le résultat de la dispersion et de la réfraction de la lumière du soleil dans les gouttes d’eau présentes dans l’atmosphère. Lorsque la lumière traverse une gouttelette d’eau, elle subit une déviation, c’est-à-dire un changement de direction, en raison de la différence de vitesse entre l’air et l’eau. La lumière se divise également en plusieurs couleurs, ce qui explique le spectre coloré caractéristique de l’arc-en-ciel.

La forme circulaire de l’arc-en-ciel trouve sa source dans la distribution des gouttes d’eau dans l’atmosphère. En effet, la pluie tombe toujours sous forme de gouttes sphériques, qui sont uniformément réparties autour de l’observateur lorsqu’il pleut. Un rayon de lumière provenant du soleil qui traverse une goutte d’eau donnera naissance à un cône d’angle de dispersion de 42 degrés.

Cependant, l’arc-en-ciel que nous observons n’est en réalité qu’une partie de ce cône de dispersion. En effet, pour qu’un arc-en-ciel soit visible, l’observateur doit avoir le soleil derrière lui et la pluie devant lui. La lumière provenant du soleil est alors dirigée vers l’observateur, mais elle est réfractée, puis réfléchie à l’intérieur de la goutte d’eau avant de ressortir dans l’air. Chaque goutte d’eau agit comme un prisme et crée un spectre de couleurs.

Lorsque nous observons l’arc-en-ciel, nous voyons les gouttes d’eau situées sur un plan défini par rapport à nos yeux. Ces gouttes d’eau dispersent la lumière dans un cône de 42 degrés et créent ainsi un arc de cercle dans le ciel. La couleur la plus intense, le rouge, se situe à l’extérieur de l’arc-en-ciel, tandis que le violet se trouve à l’intérieur.

Il est également important de mentionner que nous ne percevons pas l’arc-en-ciel dans sa totalité, mais seulement une partie de celui-ci. En effet, la partie inférieure de l’arc est souvent cachée par l’horizon, ce qui explique que nous ne voyions que la moitié de l’arc-en-ciel. Dans certaines conditions, il est même possible d’observer un double arc-en-ciel, où un second arc-plus pâle se trouve à l’extérieur de l’arc principal.

L’arc-en-ciel est donc un phénomène optique complexe qui trouve son explication dans les lois de la réfraction et de la dispersion de la lumière. Sa forme circulaire est due à la géométrie de la dispersion de la lumière dans les gouttes d’eau. C’est grâce à ce processus que nous pouvons admirer ces magnifiques bandes de couleurs dans le ciel après une averse. L’arc-en-ciel est un rappel de la beauté et de la magie de la nature, et sa forme circulaire ajoute à son charme et à son émerveillement.