Les arcs-en-ciel (TPE) - publié le 17/11/2008

Résumé du document

Un arc-en-ciel est un phénomène optique et météorologique qui rend visible le spectre continu de la lumière du ciel quand le soleil brille pendant la pluie. C'est un arc coloré avec le rouge à l'extérieur et le violet à l'intérieur. Ils sont dus à une double réfraction de la lumière dans une goutte d'eau (...)

Extraits

[...] Il peut être expliqué par la théorie de Descartes pour rendre compte de sa géométrie et de la bande d'Alexandrer, par Newton pour justifier les couleurs, par Young pour expliquer les arcs surnuméraires. Toutes ces théories ont permis à l' Homme d'acquérir une connaissance quasi- parfaite de l'arc-en ciel. Mais malgré tout, les découvertes au sujet de l'arc en ciel ne lui ont pas enlevé toute sa magie. Et il est très agréable de lever la tête et d'apercevoir un arc en ciel, de le contempler tout simplement. [...]

[...] On peut l'apercevoir lors de la pleine Lune car la Lune est plus lumineuse. Pour avoir un arc en ciel lunaire il doit pleuvoir a l'opposé de la Lune, le ciel doit être noir et la Lune doit être a moins de 42 degrés de hauteur Différents types d'arcs : Arc en ciel secondaire : Dans certaines conditions favorables, il est possible de voir apparaître à l'extérieur d'un arc-en-ciel très lumineux, un second arc beaucoup plus pâle. On l'appellera arc secondaire ou arc extérieur en opposition à l'arc primaire ou intérieur. [...]

[...] Quand le Soleil dépasse au dessus de l'horizon, il ne peut plus se former d'arc-en- ciel. Aux latitudes moyennes, les arcs-en-ciel ne sont donc visibles que le soir et le matin. Cependant, au sommet d'une (haute) montagne, l'horizon proche est bien plus bas que l'oeil de l'observateur. Dans ce cas, même avec un soleil dépassant de hauteur, on peut voir un arc-en-ciel se former dans la vallée. Il existe donc une partie de la journée durant laquelle, même si il pleut et que le soleil brille, l'arc en ciel n'est pas visible. [...]

[...] L'arc en ciel est donc bien composé de six couleurs. Formation d'un arc en ciel : Quand un rayon de soleil pénètre dans une goutte d'eau, il est réfléchi et rétracté avant de subir une seconde réfraction en sortant de la goutte. La direction du "faisceau" réfracté dépend de la position du rayon incident et de son angle par rapport à la surface de la goutte. A chaque réfraction, les "dioptres" air/eau et eau/air traversés se comportent comme un prisme : le rayon de soleil est décomposé en un spectre coloré. [...]

[...] Alors qu'elles sont alignées en entrant dans la goutte d'eau, les vaguelettes se retrouvent décalées après leur cheminement parce qu'elles ne parcourent pas la même distance au sein de la goutte. Quand les vagues ayant la même couleur sont alignées, les deux vagues se renforcent et produisent une forte luminosité à cet angle particulier de déviation. Quand des crêtes de couleurs opposées sont alignées, il y a obscurité. C'est une interférence. Chaque frange lumineuse peut être interprétée comme un arc en ciel surnuméraire. La grosseur des gouttes d'eau à aussi son importance dans se phénomène. En effet, plus elles sont petites, plus les franges de l'arc surnuméraire seront espacées. [...]