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Les arcs-en-ciel peuvent-ils se former en cercle ? – Henry D., 7 ans, Cambridge, Massachusetts
La légende raconte qu’il y a un pot d’or caché à la fin de chaque arc-en-ciel. Mais y a-t-il vraiment une « fin » à un arc-en-ciel, et pouvons-nous y arriver ?
La plupart d’entre nous traversons la vie en ne voyant les arcs-en-ciel que comme des arcs de couleur dans le ciel, mais ce n’est que la moitié de ce qui est vraiment un cercle de couleur.
Normalement, lorsque vous regardez un arc-en-ciel, l’horizon de la Terre devant vous masque la moitié inférieure du cercle. Mais si vous vous tenez sur une montagne où vous pouvez voir à la fois au-dessus et en dessous de vous, et que le soleil est derrière vous et qu’il y a du brouillard ou qu’il vient de pleuvoir, il y a de fortes chances que vous voyiez davantage le cercle de l’arc-en-ciel.
Wolfgang Kaehler/LightRocket via Getty Images
Pour voir le cercle complet, cependant, vous devrez être dans un avion, littéralement au-dessus des nuages. Ou vous pouvez créer votre propre arc-en-ciel. Je suis un physicienet j’expliquerai comment faire cela dans une minute.
Comment se forme un arc-en-ciel
Forme d’arcs-en-ciel lorsque la lumière du soleil derrière vous frappe des millions de minuscules gouttelettes d’eau rondes devant vous et rebondit vers vos yeux.
Lorsqu’un rayon de soleil frappe une gouttelette à un angle, il se plie dans l’eau et se sépare en un spectre de couleurs. Scientifiques appeler la courbure de la lumière « réfraction.” Les couleurs se séparent car chaque « couleur » de lumière se déplace à une vitesse différente dans l’eau, ou, d’ailleurs, tout matériau transparent que la lumière peut traverser, comme le verre dans un prisme.
Lorsque les couleurs frappent la paroi arrière de la goutte d’eau, l’angle est maintenant trop faible pour qu’elles se plient dans l’air, elles se reflètent donc dans la goutte d’eau et retournent vers sa paroi d’entrée. De là, les couleurs peuvent se replier dans l’air et atteindre votre œil.
Lorsque vous regardez ces gouttelettes, les différentes couleurs se regroupent sous un angle légèrement différent, et chaque couleur forme le bord circulaire d’un cône avec votre œil au bout du cône. Et voilà, vous avez votre propre arc-en-ciel personnel.
Les gouttelettes qui envoient les couleurs à votre œil ne peuvent les envoyer à personne d’autre, donc même si tout le monde près de vous voit le même arc-en-ciel à distance, chaque personne voit vraiment son propre arc-en-ciel légèrement différent. Tout est dans l’œil du spectateur.
Pour que les arcs-en-ciel se forment, la forme des gouttelettes d’eau doit être très proche d’une sphère pour que toutes se courbent et reflètent les couleurs en harmonie. Cela se produit pour de très petites gouttelettes, comme une fine brume, ou juste après une averse lorsque l’air est juste humide. Au fur et à mesure que les gouttelettes grossissent, la gravité déforme leur forme et l’arc-en-ciel disparaît.
Mads Claus Rasmussen / Ritzau Scanpix / AFP
Un arc-en-ciel n’est pas physiquement présent là où il semble être, comme votre image dans un miroir. Donc, je suis désolé de dire que vous ne pouvez jamais atteindre votre arc-en-ciel. Et, hélas, personne ne pourra jamais trouver ce pot d’or.
Mais tu peux créez votre propre arc-en-ciel.
Comment créer et voir un arc-en-ciel circulaire
Une expérience que vous pouvez essayer en été consiste à allumer un tuyau d’arrosage en utilisant le réglage « brumisation ». N’oubliez pas d’avoir le soleil derrière vous. Si vous créez un écran de brume fine devant vous et que vous regardez votre ombre, vous pourriez voir un arc-en-ciel.
Gary Hershorn/Getty Images
Il n’est pas difficile de voir les couleurs, mais pour voir un cercle complet, vous aurez besoin de patience et de pratique, tout comme les scientifiques.
Alors la prochaine fois que vous serez dans un avion, prenez le siège côté hublot. Si vous volez un peu au-dessus de la couverture nuageuse, faites attention à la petite ombre de votre avion sur les nuages. Cela signifie que le soleil est derrière vous.
Les nuages sont de minuscules gouttelettes d’eau, il y a donc de fortes chances que vous voyiez un petit cercle de couleur autour de l’ombre de l’avion. Ce phénomène est surnommé « la gloire du pilote”, parce que les pilotes qui volent tout le temps et ont une bonne vue depuis le cockpit ont plus de chance de le voir.
Matthieu Straubmuller/Flickr, CC PAR
Et si vous avez vraiment hâte de voir à quoi ça ressemble, il y a toujours internet.
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