Pourquoi ne voit-on les arcs-en-ciel que lorsqu’il pleut ?

Une question de Lili Mutschen de Clervaux.

Les arcs-en-ciel sont l’un des plus beaux phénomènes naturels dont tu peux être témoin. Ils apparaissent après une averse, lorsque le soleil réapparaît et que l’air est frais et clair. Mais d’où viennent-ils si soudainement ?

Qu’est-ce qu’un arc-en-ciel ?

Un arc-en-ciel est un jeu de couleurs composé de sept couleurs principales : le rouge, l’orange, le jaune, le vert, le bleu, l’indigo (une sorte de bleu foncé) et le violet. Ces couleurs naissent de l’interaction entre la lumière et l’eau.

Comment se forme un arc-en-ciel ?

Pour comprendre d’où viennent les arcs-en-ciel, il faut savoir comment fonctionne la lumière. La lumière du soleil semble blanche à l’œil humain. En réalité, elle est composée de nombreuses couleurs différentes. Lorsque la lumière frappe quelque chose, le rayon lumineux peut se diviser – c’est ce qu’on appelle la « réfraction ». Elle se forme ainsi :

• Les précipitations : lorsqu’il pleut, de nombreuses petites gouttes d’eau tombent des nuages. Ces gouttes sont importantes pour la formation d’un arc-en-ciel.
• La lumière du soleil : lorsque le soleil brille en même temps, la lumière du soleil tombe sur les gouttes de pluie. Lorsqu’ils rencontrent les gouttes, les rayons du soleil se divisent, un peu comme la lumière qui est décomposée en différentes couleurs par un prisme. Un prisme est un verre transparent taillé. Lorsque la lumière traverse le prisme, elle se décompose en plusieurs couleurs, comme dans un arc-en-ciel. On peut ainsi voir que la lumière est en fait composée de très nombreuses couleurs.
• L’éventail de couleurs : dans chaque goutte de pluie, la lumière est divisée en ses différentes couleurs. Les couleurs sont séparées les unes des autres. C’est ainsi qu’un énorme arc-en-ciel se forme à partir d’une quantité énorme de tout petits arcs-en-ciel, que tu peux observer de loin.
• La lumière est renvoyée : Après avoir traversé les gouttes, la lumière est réfléchie par l’arrière de la goutte et renvoyée vers le soleil. Lorsque la lumière quitte la goutte, elle ressemble à un arc de couleurs.

Il faut donc des gouttes de pluie et du soleil pour créer un arc-en-ciel. C’est pourquoi tu ne vois pas d’arc-en-ciel dans le ciel lorsque seul le soleil brille ou que le ciel est couvert.

La bonne perspective

Pour voir un arc-en-ciel, tu dois te tenir de manière à ce que le soleil se trouve derrière toi et que la pluie tombe devant toi. Si tu as le bon champ de vision, tu verras les couleurs sous la forme d’un demi-cercle. La lumière est diffusée dans de nombreuses directions, mais tu ne vois que les rayons qui te reviennent sous un certain angle. C’est cet angle qui donne la forme ronde. Si tu regardais le ciel d’en haut, tu verrais même l’arc-en-ciel comme un cercle entier !

Le secret des couleurs

Les couleurs de l’arc-en-ciel apparaissent dans un ordre précis. Tu peux les mémoriser en utilisant l’abréviation « ROJVBIV » (pour rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet). L’ordre des couleurs reste toujours le même, car la lumière est réfractée de la même manière, quel que soit le nombre de gouttes.

Un phénomène naturel particulier

C’est parce que les arcs-en-ciel sont si beaux et impressionnants que les gens se sont toujours passionnés pour eux. Dans les contes de fées, un pot d’or attend au bout de l’arc-en-ciel le chanceux qui le trouvera. Dans de nombreuses cultures, les arcs-en-ciel sont considérés comme des symboles d’espoir et de joie.

Expérience à réaliser :

• Crée ton propre arc-en-ciel !
  
  Il existe une expérience simple que tu peux réaliser toi-même pour explorer le phénomène des arcs-en-ciel. Cette expérience montre comment la lumière est réfractée et comment un arc-en-ciel est créé.
  
  Tu as besoin de :
  
• d’un verre à eau transparent
• un petit miroir (par ex. un miroir à main)
• une lampe de poche ou une autre source de lumière
• une feuille de papier blanc ou un mur blanc
• en option : du colorant alimentaire (pour plus de fun)

Instructions :

• Remplir le verre : Remplis un verre transparent à moitié environ avec de l’eau.
• Préparez le miroir : Prends le petit miroir et tiens-le en biais dans l’eau. Le miroir doit être placé dans le verre à un angle d’environ 45 degrés.
• Source de lumière : obscurcis un peu la pièce afin de bien voir la source de lumière. Prends la lampe de poche et dirige le faisceau lumineux vers le miroir qui se trouve dans l’eau.
• Regarde le papier ou le mur : Tiens le papier blanc de manière à ce que le faisceau lumineux le touche ou tiens le verre de manière à ce que la réflexion se fasse sur le mur blanc. Veille à ce que le rayon lumineux provienne du miroir.
• Observer l’arc-en-ciel : Tu devrais maintenant voir un arc multicolore sur le papier ou le mur. Il devrait y avoir une répartition des couleurs similaire à celle d’un véritable arc-en-ciel.

En option : expérimente avec les couleurs !

Si tu veux prolonger l’expérience, tu peux ajouter quelques gouttes de colorant alimentaire à l’eau. Les couleurs deviennent alors plus vives et tu peux voir comment la lumière se réfracte à travers les gouttes colorées !

Explication :

Dans cette expérience, tu peux observer comment la lumière est réfractée par l’eau et comment les couleurs apparaissent sur le papier. Le miroir aide à diriger la lumière dans la bonne direction pour que l’arc multicolore soit visible sur le papier. Une bonne façon d’en apprendre plus sur la lumière et les arcs-en-ciel tout en s’amusant !

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