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Concept d’arc-en-ciel

Nous expliquons ce qu’est un arc-en-ciel et les types d’arc-en-ciel qui existent. Comment il se forme, pourquoi il a sept couleurs et les endroits où il y a le plus d’arcs-en-ciel.

Arc-en-ciel
Dans la manifestation la plus intense d’un arc-en-ciel, vous pouvez apprécier ses sept couleurs.

Qu’est-ce qu’un arc-en-ciel ?

Un arc-en-ciel est un phénomène météorologique et apparaît comme un arc de lumière multicolore, dû à la réfraction de la lumière solaire (lumière blanche) dans les gouttes de pluie en suspension dans l’atmosphère. Dans sa manifestation la plus intense, on peut voir les sept couleurs : le rouge en haut ou partie extérieure et successivement l’orange, le jaune, le vert, le cyan (ou turquoise), le bleu et le violet en bas ou partie intérieure.

Voir aussi : Cercle des couleurs

Types d’arcs-en-ciel

Arcs-en-ciel jumeaux
Les arcs d’un arc-en-ciel jumeau partent d’un point de base et leurs couleurs ne sont pas inversées.

Les types d’arc-en-ciel dépendent des différentes conditions atmosphériques qui influencent le mode de projection de l’arc lumineux, et parmi les principaux, on trouve :

  • L’arc-en-ciel primaire. C’est le plus connu et il apparaît généralement après un orage ou dans des zones d’eau inclinée et éclaboussante, comme une chute d’eau.
  • Arc-en-ciel secondaire. Appelé aussi « double arc-en-ciel », il se forme au-dessus de l’arc-en-ciel primaire, avec les couleurs inversées.
  • Arc-en-ciel surnuméraire. Il est rare à voir et consiste en la projection de plusieurs arcs-en-ciel faibles simultanément, résultant de la diffraction de la lumière solaire.
  • Arc-en-ciel rouge. Également appelé « arc-en-ciel monochrome », il se forme après la pluie et au lever ou au coucher du soleil, avec le soleil très bas ou près de l’horizon.
  • Arc-en-ciel circum-horizontal. Également appelé « arc-en-ciel de feu », il apparaît très rarement et se forme à partir de petites gouttelettes d’eau dans les cirrus, où le spectre des couleurs est projeté (plutôt que d’apparaître sous forme d’arc).
  • Arc-en-ciel double. Il est très rare à voir et se projette avec deux arcs qui, contrairement à l’arc-en-ciel secondaire, proviennent d’un seul point de base et leurs couleurs ne sont pas inversées.

Pour la communauté scientifique, la classification des arcs-en-ciel est cependant encore plus détaillée. Une étude publiée en 2015 par le Centre national de recherche météorologique français, dirigé par le chercheur Jean Ricard, indique qu’il existe douze types d’arc-en-ciel différents, et que la classification tient compte du nombre de couleurs visibles, de la projection d’arcs multiples et de l’altération de la couleur du ciel entre chaque arc. Tous ces paramètres établissent de petites différences entre les types d’arc-en-ciel décrits ci-dessus.

Comment se forme un arc-en-ciel ?

Un arc-en-ciel se forme par la décomposition d’un rayon lumineux traversant une goutte d’eau en suspension dans l’atmosphère. Lorsqu’un rayon lumineux traverse une surface qui divise deux espaces de densité différente (dans ce cas, l’air de l’atmosphère et la goutte d’eau), le rayon réfracte sa trajectoire, c’est-à-dire qu’il se courbe ou modifie légèrement l’angle de sa trajectoire. Il est ensuite réfléchi (rebondi) sur l’une des faces à l’intérieur de la gouttelette et, en sortant, le rayon lumineux est à nouveau réfracté.

Un arc-en-ciel peut apparaître partout où il y a de l’humidité dans l’air, par exemple près des éclaboussures d’une rivière ou des embruns de la mer, et avec le soleil à une position particulière : moins de 42° au-dessus de l’horizon. L’observateur doit être placé face aux gouttelettes d’eau et avec le soleil derrière lui.

Pourquoi l’arc-en-ciel a-t-il sept couleurs ?

Prisme de Newton - arc-en-ciel
L’expérience de Newton consistait en un prisme de verre traversé par un rayon de soleil.

Le rayon de lumière traversant la goutte d’eau génère une décomposition de la lumière blanche en différentes longueurs d’onde. Ces longueurs d’onde sont différentes les unes des autres et donnent naissance aux différentes couleurs de l’arc-en-ciel. Ce concept de « décomposition de la lumière » a été démontré par Isaac Newton au XVIIe siècle, par une expérience avec un prisme de verre que l’on faisait passer à travers un faisceau de lumière solaire. Il a prouvé que la lumière blanche était composée de bandes de couleurs qui pouvaient être séparées et affichées individuellement (comme c’est le cas pour les arcs-en-ciel).

Lieux avec le plus d’arcs-en-ciel

Parmi les endroits où l’on voit le plus souvent des arcs-en-ciel :

  • Machu Pichu. Située dans la chaîne de montagnes des Andes, au sud du Pérou, c’est une ancienne colonie inca du 15e siècle.
  • Chutes Victoria. Situé à la frontière entre le Zimbabwe et la Zambie en Afrique.
  • Chutes d’Iguazu. Situé à la frontière entre l’Argentine et le Brésil.
  • Réserve naturelle de Masai Mara. Situé au Kenya, en Afrique.
  • Parc national des montagnes Tatra. Situé dans les montagnes Tatra, en Slovaquie.
  • Parc national de Jasper. Situé dans les montagnes Rocheuses, au Canada (déclaré site du patrimoine mondial de l’UNESCO en 1984).
  • Norfolk. Située en Angleterre, c’est une ville aux plages de sable fin.
  • Montagne Grinell Point. Situé dans le parc national des Glaciers, Montana, États-Unis.
  • Parc national de la Vallée des Fleurs. Situé dans l’État d’Uttaranchal en Inde (déclaré site du patrimoine mondial de l’UNESCO en 1998)
  • Mont Fuji. Situé à l’ouest de Tokyo, au Japon. C’est le plus haut sommet de l’île de Honshu, situé à l’ouest de Tokyo, au Japon.

Références:

  • « Arc-en-ciel : définition, quand on le voit, réfraction et bien plus encore… » dans Couleurs de l’arc-en-ciel.
  • « Arc-en-ciel » dans National Geographic.
  • « Qu’est-ce qu’un arc circumhorizontal ? » dans Muy Interesante.
  • « Arcs-en-ciel surnuméraires » dans Atoptics.
  • « El Arco Iris : El fenómeno natural en la enseñanza de la física » dans Revista Española de Física.
  • « Teoría del Arco Iris » dans Divulgameteo.

Dernière modification : 27 juillet 2020. Comment citer : « Arcoíris ». Auteur : María Estela Raffino. De : Argentine. A : Concepto.de. Disponible sur le site : https://concepto.de/arcoiris/. Consulté le 26 mars 2021.

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