Contenu
- Quelles sont les causes des couleurs arc-en-ciel
- Comment sont formés les arcs-en-ciel
- Séquence pour les couleurs de l'arc-en-ciel
- Isaac Newtons Théorie des couleurs
- Autres types d'arcs-en-ciel
- Se souvenir des couleurs de l'arc-en-ciel
- Faites votre propre arc en ciel
On dit que le philosophe grec Aristote a "découvert" l'arc-en-ciel à l'an 350 av. Cependant, ce ne fut que vers 1665 après J.-C. qu'Isaac Newton planta pour la première fois les germes de ce qui devint plus tard une explication scientifique de la raison pour laquelle les arcs-en-ciel sont ainsi formés. Les sept couleurs de l'arc-en-ciel - rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet - apparaissent toujours dans le même ordre.
Quelles sont les causes des couleurs arc-en-ciel
Même si un arc-en-ciel peut sembler se trouver à un endroit fixe du ciel, il ne le fait pas. Tout le monde voit un arc-en-ciel à un endroit différent, en fonction de sa position sur le sol et de la position du soleil (ou d'une autre source de lumière). Un autre fait intéressant à propos de Rainbows est qu’il n’ya jamais deux personnes qui voient exactement la même chose. Ce que vous voyez varie en fonction de la manière dont la lumière est réfléchie et renvoyée vers vous. Quelqu'un qui a l'air de se tenir sous un arc-en-ciel le regardera et le verra de loin.
Les belles couleurs que vous voyez lorsqu'un arc-en-ciel apparaît sont dues à la division de la lumière par un prisme en différentes longueurs d'onde, ce qui crée un spectre de couleurs. Un arc-en-ciel apparaît généralement après la pluie, car lorsque la lumière du soleil (lumière blanche visible, qui est en fait un mélange de toutes les couleurs visibles) traverse les gouttelettes d'eau, elle se plie et se divise en couleurs de l'arc-en-ciel. Les gouttelettes d'eau sont généralement des gouttes de pluie, mais elles peuvent également provenir d'un jet d'eau en cascade, d'une fontaine, d'une brume, d'une rosée ou d'un brouillard. Rainbows se compose de sept couleurs, car les gouttelettes d’eau atténuent la lumière blanche du soleil en une des sept couleurs principales du spectre de la lumière visible.
Cependant, si vous inspectez un arc-en-ciel de plus près, vous pouvez constater qu'il existe plus de sept couleurs différentes. Un arc-en-ciel n'est pas un spectre pur, mais composé de plusieurs couleurs qui se sont superposées et mélangées. Il y a tout simplement trop de couleurs pour que l'œil humain puisse les distinguer toutes.
Lorsque les couleurs d'un arc-en-ciel se chevauchent, elles produisent un éclat de lumière "blanche", ce qui rend la partie interne d'un arc-en-ciel beaucoup plus lumineuse que son extérieur.
Certains scientifiques pensent que l'indigo est trop proche du bleu pour être vraiment distingué, ce qui ne donnerait à un arc-en-ciel que six couleurs distinctes.
Comment sont formés les arcs-en-ciel
Un arc-en-ciel se forme lorsque la lumière du soleil est dispersée par les gouttes de pluie dans vos yeux. Certaines conditions météorologiques doivent être remplies pour que vous puissiez voir un arc-en-ciel. Pour commencer, le soleil doit être derrière vous, bas dans le ciel et à un angle de moins de 42 degrés au-dessus de l'horizon. Plus le soleil est bas dans le ciel, plus l'arc-en-ciel est grand. De plus, il doit y avoir de la pluie, du brouillard ou une autre source de gouttelettes d’eau devant vous.
Lorsque la lumière frappe une gouttelette d'eau sous un angle, elle ralentit et change de direction. Ceci est connu sous le nom de réfraction et se produit parce que l'eau est plus dense que l'air. Lorsque la lumière pénètre dans l'eau à un certain angle, une partie de cette lumière est réfléchie dans l'eau, puis quitte la gouttelette. Quand il revient dans l'air, le processus de réfraction se reproduit.
Lorsque vous voyez un arc-en-ciel, vous regardez réellement la lumière réfractée et réfléchie par différentes gouttes de pluie, certaines vues à un angle de 42 degrés (lumière rouge), d'autres à 40 degrés (lumière bleue) et d'autres entre les deux. L'angle de déviation est différent pour la lumière rouge et la lumière bleue car la lumière bleue est plus réfractée que la lumière rouge.
Le meilleur moment pour voir un arc-en-ciel est juste après la fin d'une tempête de pluie, lorsqu'il y a encore de la vapeur d'eau dans l'air. Vous ne verrez pas d'arc-en-ciel pendant la tempête de pluie, car les nuages bloquent la majeure partie de la lumière. Si vous attendez trop longtemps après la pluie, la vapeur d’eau dans l’air s’est évaporée. Vous ne verrez pas d'arc-en-ciel après la neige en hiver, car les gouttelettes d'eau gèlent en particules de glace qui diffusent la lumière de différentes manières.
Si vous vous tenez au bon endroit, vous verrez la lumière du soleil dispersée se refléter vers vous. L'arc-en-ciel coloré apparaît lorsque la lumière est dispersée par de nombreuses gouttelettes d'eau, différentes couleurs sortant des gouttelettes à des angles variables.
Un arc-en-ciel a une forme semi-circulaire car les gouttelettes d'eau ne tombent pas dans un drap plat, mais à différentes distances et vitesses. Cependant, dans la plupart des cas, un arc-en-ciel apparaît sous la forme d'une arche, d'un demi-cercle ou de la forme d'un "U". Vous ne voyez un arc-en-ciel semi-circulaire au-dessus du sol au lever ou au coucher du soleil que lorsque le soleil est à l'horizon. Sinon, vous voyez une plus petite partie de l'arc-en-ciel. Normalement, vous ne pouvez voir qu'un seul demi-cercle d'arc-en-ciel, l'autre étant caché au-dessous de l'horizon. Toutefois, si vous êtes dans une position plus haute que les gouttelettes d’eau, comme au sommet d’un grand bâtiment, il est possible de voir un arc-en-ciel en cercle complet.Le centre d'un arc-en-ciel est directement opposé à la position du soleil dans le ciel, ce qui signifie que vous pouvez voir davantage d'arc-en-ciel lorsque le soleil approche de l'horizon.
Si vous êtes chanceux, vous pourrez peut-être voir un double arc-en-ciel (un arc-en-ciel secondaire au-dessus du principal). Les couleurs sont inversées dans l'arc-en-ciel secondaire, qui est plus pâle que l'arc-en-ciel principal car plus de lumière s'échappe de deux réflexions que d'une seule. L'arc-en-ciel secondaire est dispersé sur une plus grande partie du ciel, ce qui le rend presque deux fois plus large que l'arc-en-ciel principal.
Les arcs-en-ciel primaires et secondaires d'un arc-en-ciel double ont souvent une bande sombre entre eux. C’est ce qu’on appelle le groupe Alexanders, d’après Alexandre d’Aphrodisias, qui l’a décrit pour la première fois en 200 après J.-C. L’obscurité du groupe est due au fait qu’aucune partie de la lumière du soleil n’est projetée vers vous par les gouttelettes d’eau situées entre les angles de déviation des arcs en ciel secondaires.
Séquence pour les couleurs de l'arc-en-ciel
La séquence des couleurs de l'arc-en-ciel est toujours la même - rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violent - car les différentes couleurs de lumière ont des longueurs d'onde différentes. Le rouge apparaît toujours en premier, formant l'arc extérieur de l'arc-en-ciel, car il possède la plus grande longueur d'onde d'environ 650 nanomètres. Comme la lumière se plie à 42 degrés pour produire cette couleur, vous pouvez presque toujours la voir dans un arc-en-ciel, même si les autres couleurs de l'arc-en-ciel ne sont pas aussi évidentes.
La lumière rouge que vous voyez dans un arc-en-ciel provient de gouttes légèrement plus élevées dans l'atmosphère que les gouttes qui dispersent la lumière violette. Les longueurs d'onde les plus courtes subissent un changement légèrement accru de direction, ce qui signifie que le violet apparaît toujours en dernier sur le contour intérieur de l'arc-en-ciel, car il possède la longueur d'onde la plus courte, environ 400 nanomètres.
Isaac Newtons Théorie des couleurs
Vers 1665, Isaac Newton passa la lumière blanche à travers un prisme et la regarda former un arc-en-ciel composé de sept couleurs différentes. Newton pensait que les couleurs étaient analogues aux notes de la gamme musicale commençant par D et ne contenant aucun objet tranchant ou plat. Deux des couleurs - orange et indigo - correspondaient à des demi-échelons de l'échelle. Bien que l'analogie musicale de Newtons ait par la suite été réfutée (lorsque les scientifiques ont découvert que les fréquences musicales et les longueurs d'onde de la lumière visible n'étaient pas égales), sa théorie des couleurs montrait que la lumière blanche était un mélange de lumières de couleurs différentes et aidait les générations futures à mieux comprendre la nature de la lumière.
Autres types d'arcs-en-ciel
Au lieu d'un arc-en-ciel, vous pouvez voir un arc-en-brouillard, un arc-de-lune ou un arc-en-ciel rouge.
Un arc-en-brouillard est semblable à un arc-en-ciel traditionnel, mais il se forme lorsque la lumière du soleil interagit avec les gouttelettes d'eau contenues dans le brouillard, la brume ou les nuages, plutôt que des gouttes de pluie. Les gouttelettes d’eau d’un arc-en-brouillard sont entre 10 et 1 000 fois plus petites que les gouttes de pluie et ont presque toujours moins de 0,1 mm de diamètre. Un arc-en-brouillard peut être appelé arc-en-ciel blanc car, contrairement à un arc-en-ciel traditionnel avec sept couleurs distinctes, il est presque absent. C'est parce que les gouttelettes d'eau sont si petites. Tandis que la lumière réfléchie toujours par la goutte d'eau vers vous, le processus de diffraction de la lumière par la gouttelette a un effet dominant. La diffraction élargit le faisceau de lumière réfléchi, brouille les couleurs et donne un aspect blanc ou très faiblement coloré.
Un arc de lune est parfois appelé arc-en-ciel lunaire. Cela se produit lorsque la lumière est réfractée depuis la lune, via des gouttes d’eau dans l’air.
Moonbows sont très rarement vus car ils sont si faibles. La quantité de lumière produite même par la pleine lune la plus brillante est bien inférieure à la quantité de lumière produite par le soleil. De plus, une pleine lune ne produit pas assez de lumière pour stimuler les récepteurs de couleur des cônes dans l'œil humain. Cependant, les couleurs sont toujours présentes et peuvent être détectées à l'aide de photographies à longue exposition. Les Moonbows sont plus répandus dans certaines parties du monde, comme à Hawaii.
Pour voir un arc de lune, la lune doit être proche de ou à sa phase la plus complète et à un angle de moins de 42 degrés dans le ciel. De plus, le ciel nocturne doit être très sombre et il doit y avoir de la pluie qui tombe en face de la lune ou d'une autre source de gouttelettes d'eau, comme une cascade.
Pour voir un arc de lune, la lune doit être derrière vous. Le moment optimal pour l'observation du coucou est quelques heures après le coucher du soleil ou avant son lever.
Si vous voyez un arc-en-ciel rouge au lever ou au coucher du soleil, vous avez repéré un arc-en-ciel monochrome. À ces moments de la journée, la lumière du soleil parcourt une plus grande distance dans l’atmosphère, distribuant des longueurs d’onde bleues et violettes plus courtes. Les longueurs d'onde bleues et violettes ne peuvent pas être vues par l'œil humain, de sorte que l'arc-en-ciel semble être entièrement rouge.
Se souvenir des couleurs de l'arc-en-ciel
Un moyen facile de mémoriser les couleurs de l'arc-en-ciel dans le bon ordre consiste à utiliser un mnémonique, une phrase qui prend la première lettre de chaque couleur et constitue un nouveau mot. Lorsqu'ils sont assemblés, les mots forment une phrase facile à retenir. Un symbole commun pour les couleurs de l'arc-en-ciel est Richard Of York Gave Battle In Vain, mais il est facile d'en créer un qui vous plaise.
Un autre moyen facile de se souvenir de la séquence des couleurs d’un arc-en-ciel est le nom "Roy G. Biv."
Faites votre propre arc en ciel
Tout ce dont vous avez besoin pour créer votre propre arc-en-ciel est le soleil et un tuyau d'arrosage. Tenez-vous dos au soleil pour vous en détourner. Pulvériser le tuyau d'eau dans l'air pour voir un mini arc-en-ciel. Déplacez le tuyau vers le haut ou le bas si vous en avez besoin. Cela fonctionne mieux les jours très ensoleillés.
Une autre façon de créer un arc-en-ciel consiste à maintenir un prisme en verre contre une fenêtre pour laisser passer la lumière.