La séquence de base pour les arcs-en-ciel primaires est toujours la même à partir du rouge (la plus longue longueur d'onde à environ 780 nm) au violet (la plus courte longueur d'onde de la séquence à 380 nm).
La taille de l'arc-en-ciel dépend de l'écart entre l'observateur et la zone de pluie, et de la hauteur du soleil par rapport à cet alignement. Lorsque l'arc-en-ciel devient trop grand, il forme un cercle dont les pieds se perdent derrière l'horizon.
Plus le Soleil est bas, plus l'arc-en-ciel est haut. A l'opposé, plus il est haut, plus l'arc-en-ciel sera plat et il deviendra invisible dès que le Soleil sera à plus de 42 degrés au-dessus de l'horizon, à cause de l'angle avec lequel les gouttes d'eau dévient la lumière.
Peut-on se trouver au pied d'un arc-en-ciel ? Malheureusement, c'est impossible car les trois acteurs sont toujours parfaitement alignés et si l'observateur se déplace, l'arc-en-ciel bouge avec lui. Le trésor légendaire caché au pied de l'arc-en-ciel n'est donc pas près d'être déterré...
Au pied de l'arc-en-ciel
En effet, il n'est pas un objet, mais un phénomène lumineux, qui dépend de ta position et de ton angle par rapport au Soleil. Impossible donc de mettre la main sur le trésor !
Il peut être si lumineux qu'on croirait pouvoir le toucher, mais il n'est que le reflet d'une réaction produite par la pluie et la lumière du soleil, donc inaccessible au toucher. Tu peux créer un arc-en-ciel toi-même avec un pulvérisateur d'eau.
Didier Labat explique le phénomène : "C'est comme si on avait un arc en ciel, non pas dans un nuage à averses, un cumulo-nimbus mais dans un plus petit fragment de nuage qui est très élevé, un cirrus. C'est la diffraction de la lumière dans les cristaux de glace à l'intérieur du nuage."
Et il se passe alors quelque chose de très étonnant : cette lumière blanche est décomposée en sept couleurs ! Car tu ne le savais peut-être pas, mais la lumière blanche est le résultat du mélange de lumière rouge, orange, jaune, verte, bleue, indigo et violette. Justement les sept couleurs de l'arc-en-ciel !
Il s'agit de l'arc «secondaire». Celui-ci est provoqué par une double réflexion de la lumière du soleil à l'intérieur des gouttes de pluie. Il apparaît dans la direction opposée au Soleil, sous un angle de 50-53°. Cet arc est en fait toujours présent, mais rarement visible.
Selon la Bible, l'arc-en-ciel est l'alliance entre Dieu et les hommes. C'est un symbole de paix et de prospérité, l'union du Ciel et de la Terre. Pour les Navajos, une tribu amérindienne, c'est le pont entre le monde des humains et celui des morts.
Ce fait traduit une différence essentielle du point de vue scientifique entre les couleurs comme le rouge ou le bleu qui sont dans l'arc-en-ciel, et le magenta ou le blanc qui n'y sont pas.
Les couleurs rouge, orangée, jaune, verte, bleue et violette sont alors séparées. Le rouge est à l'extérieur de l'arc et le violet à l'intérieur. Un arc-en-ciel a donc six couleurs principales et non sept. Il y a bien sûr une infinité de dégradés de teintes entre ces couleurs principales.
On connait tous l'arc-en-ciel et ses sept couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet.
Un observateur verra la lumière réfléchie par les gouttes dont le cône l'atteint. Ces gouttes se trouvent sur un cône dont le sommet est l'observateur et dont l'angle au sommet est le même que celui du cône de lumière réfléchi par chaque goutte. L'observateur voit donc un arc de cercle.
Il apparaît sous la forme d'un segment légèrement courbe avec un dégradé de couleur parallèle à l'horizon, à environ 32° au-dessus de lui, dont le rouge est le plus proche du Soleil. Un arc circumhorizontal est parfois accompagné d'un arc infralatéral.
L'arc-en-ciel
Ce ruban lumineux de sept couleurs, qui possèderaient des lingots d'or à ses extrémités, est le symbole de la paix, de l'harmonie et l'espoir. Lorsqu'il apparait dans le ciel, l'arc-en-ciel nous rappelle que nous devons garder espoir, que nos rêves sont sur le point de se réaliser.
Nous sommes en 1660. Le jeune savant anglais Isaac Newton occupe ses journées avec un passe-temps étrange : isolé dans une pièce sombre, il cherche à attraper les rayons du Soleil. Pas pour s'amuser mais pour mieux comprendre la lumière.
Au contact des molécules de gaz qui constituent l'atmosphère, la lumière se diffuse dans toutes les directions. La lumière bleue prédomine, elle est davantage diffusée que les autres. Par conséquent, en regardant le ciel dans une autre direction que le soleil, le ciel apparaît comme bleu.
Les couleurs de l'arc-en-ciel
Le célèbre Isaac Newton avait choisi arbitrairement de découper l'arc-en-ciel en sept couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet (de l'extérieur vers l'intérieur). En réalité un arc-en-ciel est un dégradé d'une infinité de couleurs, mais d'où proviennent-elles ?
En effet, il faut que notre astre se trouve à un endroit précis : à moins de 42° au-dessus de l'horizon. Qu'il se couche ou qu'il monte, du moment que ses rayons frappent les gouttelettes d'eau avec un angle inférieur ou égal à 42°, un arc-en-ciel apparaitra. Plus le soleil sera bas, plus l'arc sera visible.
Et beaucoup considèrent le noir comme une couleur, parce qu'il faut combiner d'autres pigments pour le créer sur le papier. Mais d'un point de vue technique, le noir et le blanc ne sont pas des couleurs, ce sont des nuances.
C'est Isaac Newton qui au début du XVIIe siècle révolutionne la connaissance du phénomène physique de la couleur. A cette époque apparaît le concept des trois couleurs primaires : le bleu, le jaune et le rouge sont des couleurs dites pures qu'aucun mélange pigmentaire ne peut produire.
L'arc principal est formé par la dispersion de la lumière réfléchie à l'intérieur des gouttes d'eau. L'arc secondaire résulte de la dispersion de la lumière ayant subi une double réflexion à l'intérieur des gouttes d'eau.
Alors d'où vient ce bleu ? La lumière blanche émise par le soleil est composée des couleurs de l'arc-en-ciel. Chacune de ces couleurs se caractérisent par une longueur d'onde. Lorsque la lumière pénètre dans notre atmosphère, elle rencontre les différents composants de l'air, notamment des gaz et des poussières.
Qu'est-ce que la couleur? Lorsque la lumière frappe un objet, cet objet en réfléchit une partie et absorbe le reste. Un objet donné absorbe certaines longueurs d'onde de lumière plus que les autres. C'est pourquoi tu le vois d'une certaine couleur.