retour au menu université de Lille CNRS Unisciel laboratoire PhLAM




Combien de couleurs y a-t-il dans un arc-en-ciel ?

Quizz

On explique l'arc-en-ciel par la propagation de la lumière dans une sphère. Or l'arc-en-ciel apparaît lorsque la lumière se réfléchit sur un rideau de pluie, c'est à dire sur des gouttes d'eau, qui ne sont pas sphériques. Est-ce que ça signifie que toute cette théorie est très approximative, et peut même dans certains cas donner des résultats très éloignés de la réalité ?

Réponse A

Bien sûr. Une goutte d'eau a une forme arrondie vers l'avant et pointue vers l'arrière. Cette forme est très complexe du point de vue de l'optique, et il est impossible d'écrire une théorie générale de la dispersion de la lumière dans ce cas. La théorie mise en œuvre à partir d'une sphère est donc très approximative.

Réponse B

Il est vrai qu'une goutte d'eau a une forme allongée, mais seule la partie inférieure de la goutte d'eau, d'une forme pratiquement sphérique, contribue à l'arc-en-ciel. La théorie développée est donc une très bonne approximation de la réalité, et décrit très bien les propriétés de l'arc-en-ciel principal. Par contre, l'arc secondaire est très mal décrit par cette approximation.

Réponse C

Une goutte d'eau en chute libre n'a jamais une forme allongée, mais une forme parfaitement sphérique. La théorie développée à partir de la propagation de la lumière dans une sphère est donc parfaitement légitime et donne des résultats en concordance avec les observations.

Eh non !

Eh non !

Bravo !

Une goutte d'eau en chute libre, si elle est suffisamment petite (typiquement d'un diamètre inférieur à 3 mm), est sphériquePourquoi un canard n'est-il jamais mouillé ?. Et les gouttes d'eau plus grosses sont instables et finissent par se fragmenter au cours de leur chute. La forme traditionnelle allongée de la goutte d'eau ne se rencontre que lorsque l'eau se détache d'un support, comme dans le goutte à goutte d'un robinet.