Bonne question ! Les arcs-en-ciel sont le produit de la lumière du soleil qui passe à travers de petites gouttelettes d’eau en suspension dans l’atmosphère (ou même qui tombe à travers !). Non seulement ils sont beaux, mais ils sont généralement rares parce qu’il faut un jour de pluie et un jour de soleil en même temps pour en faire apparaître un – le soleil doit briller d’une partie du ciel, et la pluie dans une autre partie du ciel avant qu’un arc-en-ciel puisse apparaître.
La lumière du soleil prend un chemin compliqué à travers chaque gouttelette d’eau. Elle arrive du côté le plus proche du soleil, se courbe parce que l’indice de réfraction de l’eau est plus grand que celui de l’air (vous pouvez voir cet effet en mettant un crayon dans un verre d’eau de sorte qu’une partie dépasse et en le regardant sous différents angles – le crayon apparaîtra « cassé » à l’endroit où il traverse la surface de l’eau). La lumière du soleil, qui traverse la goutte d’eau, rebondit sur la surface arrière de la goutte, revient de l’autre côté et se courbe à nouveau en sortant.
La raison pour laquelle l’arc-en-ciel est courbé est que tous les angles de la goutte d’eau doivent être justes pour que la goutte envoie de la lumière du soleil vers vous, debout sur le sol. Ainsi, avec le soleil *derrière* vous, seules les gouttes d’eau qui ont le même angle formé par vous, la goutte et le soleil (cet angle est d’environ 42 degrés) contribueront à l’arc-en-ciel. Les autres gouttelettes envoient leur lumière ailleurs, et si vous vous déplacez, de nouvelles gouttelettes sont nécessaires pour créer l’arc-en-ciel que vous voyez au nouvel endroit. C’est pourquoi vous ne pouvez pas aller au bout d’un arc-en-ciel pour trouver les mythiques lutins et les pots d’or ; où que vous vous trouviez, l’arc-en-ciel est formé par des gouttes d’eau lointaines qui reflètent et courbent la lumière du soleil. L’arc-en-ciel est incurvé parce que l’ensemble de toutes les gouttes de pluie qui forment le bon angle entre vous, la goutte, et le soleil se trouvent sur un cône pointant vers le soleil, avec vous à une extrémité. L’arc-en-ciel peut avoir l’air semi-circulaire si le soleil se couche ou se lève (un bon moment pour voir un arc-en-ciel car la lumière du soleil à ce moment-là peut passer sous les nuages de pluie parce qu’elle se déplace horizontalement). Si le soleil est plus haut dans le ciel, la terre s’interpose et vous pouvez voir moins qu’un arc-en-ciel semi-circulaire.
L’arc-en-ciel est coloré parce que les gouttes d’eau agissent comme de petits prismes — la façon dont la lumière se courbe lorsqu’elle entre et sort de la goutte dépend de sa couleur, et la lumière du soleil contient des contributions de lumière de toutes les couleurs. Ainsi, 42 degrés au-dessus est un peu différent pour la lumière rouge et différent encore pour la lumière bleue — vous devez regarder à un endroit différent pour voir l’arc-en-ciel rouge et l’arc-en-ciel bleu, donc vous les voyez comme des arcs dans le ciel de différentes tailles et l’arc-en-ciel est rayé de couleurs.
Vous pouvez faire vos propres arcs-en-ciel avec un arroseur de pelouse ou même une bouteille d’eau pulvérisée qui peut faire une fine brume. Par une journée ensoleillée, avec le soleil dans le dos, pulvérisez un peu d’eau devant vous dans différentes directions pour voir où l’on peut voir les meilleurs arcs-en-ciel. Pouvez-vous faire en sorte qu’un arc-en-ciel fasse tout le tour d’un cercle ? Les arcs-en-ciel surgissent dans les plus beaux endroits — on les voit parfois au fond des cascades et même brièvement dans les éclaboussures des plongeurs à la piscine.

(publié le 22/10/2007)