Arc-en-ciel d’intérieur

En réalité, la lumière du Soleil est composée d’une infinité de couleurs qui se superposent et forment un dégradé allant du rouge au violet. Cette expérience a permis de séparer ces couleurs et de les rendre visible à ton œil.

Comment ça marche?

Regardons d’un peu plus près ce qu’il se passe lorsque la lumière du Soleil arrive sur ton dispositif…

1. Les rayons lumineux provenant du Soleil arrivent à la surface de l’eau. Lorsque la lumière atteint un nouveau milieu, ici l’eau, elle pénètre à l’intérieur mais en subissant une déviation. Ce phénomène s’appelle la réfraction. Or les rayons lumineux de différentes couleurs ne sont pas réfractés de la même façon : les rayons rouges voyagent plus vite dans l’eau que les rayons violets, ils sont donc moins déviés. Chaque couleur a alors sa propre trajectoire.

1. Les rayons de couleur se réfléchissent sur le miroir à des endroits différents.

3. Les rayons sortent de l’eau et retournent dans l’air avec un angle différent car ils se trouvent à nouveau déviés par réfraction.

4. Les rayons finissent sur la feuille blanche, bien séparés. On peut alors visualiser ainsi les différentes couleurs constituant la lumière blanche issue du Soleil.

Et dans la nature ?

Dans la nature, il n’y a pas de miroir. Ce sont les gouttes d’eau de pluie qui remplacent le récipient et le miroir de ton expérience. La lumière du Soleil est réfractée lorsqu’elle rentre dans chaque goutte, séparant ainsi les différentes couleurs. Les rayons colorés se réfléchissent au fond de la goutte et sont déviés une nouvelle fois en sortant de la goutte.

Comme tu le vois sur le schéma ci-dessus, les rayons de couleurs différentes sortent de chaque goutte avec un angle différent : ils suivent des trajectoires différentes en s’éloignant les uns des autres. Ils ne pourront donc pas tous arriver jusqu’à notre œil. C’est pour cela qu’une seule goutte de pluie ne suffit pas pour qu’on puisse observer un arc-en-ciel.

Cependant, lors d’une averse locale avec des rayons de Soleil qui passent à travers, ce même phénomène a lieu pour toutes les gouttes de pluie. Ce sont donc des rayons de couleurs provenant de différentes gouttes qui arrivent jusqu’à notre œil pour former un bel arc-en-ciel.

L’arc-en-ciel est un phénomène optique qui apparait toujours dans la même configuration. Tu l’as peut-être déjà remarqué mais si tu observes un arc-en-ciel, tu te trouves forcément au centre de l’arc avec le Soleil derrière toi. Si tu bouges, ce sont d’autres gouttes qui sépareront les couleurs, l’arc se déplacera alors avec toi. Cela signifie que, malheureusement, il est scientifiquement impossible de trouver le trésor au pied de l’arc-en-ciel…