Africa-Press – Niger. Avez-vous déjà vu un double arc-en-ciel ? Lorsque l’on a la chance de pouvoir admirer ce phénomène météo, l’on constate que les couleurs du deuxième arc sont toujours inversées par rapport au premier. « Pourquoi ? », nous demande une lectrice. C’est notre question de la semaine.
« Lorsque l’on voit deux arcs-en-ciel en même temps, pourquoi les couleurs de celui qui est à l’extérieur sont inversées par rapport au premier ? », nous demande par mail une lectrice assidue de Sciences et Avenir, Brigitte Arnould. C’est notre question de la semaine. Merci à toutes et tous pour votre participation.
Quand un arc-en-ciel se forme
Des arcs-en-ciel peuvent apparaître grâce aux rayons du soleil par un temps pluvieux. Pour cause, les gouttes de pluie agissent comme un miroir qui va venir réfléchir et dévier les rayons lumineux. Le soleil doit donc être derrière l’observateur pour que cet effet miroir fonctionne. Un phénomène de réfraction va se créer, donnant naissance à ces bandes colorées.
C’est Newton, en 1666, qui a utilisé ce phénomène afin de mettre en évidence que la lumière est l’addition de faisceaux colorés. Dans une expérience, il a fait passer un faisceau de lumière blanche à travers un prisme en verre, puis il a placé un écran en face des rayons réfractés. Sur l’écran, il a observé une palette de couleur du violet au rouge. C’est ce qu’on appelle le phénomène de dispersion de la lumière par un prisme. C’est pourquoi les couleurs de l’arc-en-ciel sont dues à la lumière blanche décomposée.
Double arc-en-ciel: des couleurs inversées par rapport au premier
Généralement, on décrit un arc-en-ciel par un arc coloré qu’on appelle « arc principal » dans lequel on retrouve de manière plus ou moins visibles les couleurs du spectre de la lumière blanche qui va du rouge à l’extérieur au violet à l’intérieur. Mais il peut arriver qu’un phénomène atypique se produise: l’apparition d’un deuxième arc. Deux arcs-en-ciel peuvent alors être observés avec un arc principal et un arc secondaire.
Et l’on remarque ainsi que l’arc secondaire a une disposition de couleur inversée par rapport au premier. En effet, dans l’arc principal, le bleu se trouve à l’intérieur de la courbe et le rouge à l’extérieur. Dans le deuxième arc, le bleu se trouve à l’extérieur et le rouge à l’intérieur.
Une double réflexion de la lumière du Soleil
Comment l’expliquer ? Tout simplement car le deuxième arc 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 à 53°. Il est aussi moins visible: alors que le premier arc est généré par la réflexion de la lumière du soleil à un angle de 40 à 42° à l’intérieur des gouttes de pluie, le deuxième est visible grâce à la double réflexion, ce qui lui donne des couleurs moins vives.
Le deuxième arc est aussi beaucoup plus grand, quasiment deux fois plus que le premier. Il peut donc être partiellement ou totalement en dehors du champ de vision de l’observateur.
Pour pouvoir l’admirer, les conditions météo jouent également: la présence de brume, de poussière ou d’autres particules peut disperser la lumière et rendre le deuxième arc moins visible. A l’inverse, un ciel plus sombre, souvent en fin de journée ou tôt le matin, peut améliorer le contraste et rendre l’arc secondaire plus visible.
Entre ces deux arcs, on constate une zone moins lumineuse appelée « bande sombre d’Alexandre », du nom du philosophe grec Alexandre d’Aphrodise qui la décrivit le premier au 2ème siècle après J.-C.
Si un troisième arc se produisait, les couleurs de ce dernier seraient alors inversées par rapport au second arc, et donc identiques au premier arc.
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