L’arc en ciel

Un phénomène météorologique et optique

Table des matièresTable des matières

I/ HistoriqueI/ Historique II/ DescriptionII/ Description

1) Présentation générale1) Présentation générale 2) L’arc primaire2) L’arc primaire 3) L’arc secondaire3) L’arc secondaire 4) L’arc surnuméraire4) L’arc surnuméraire 5) Les bandes sombres5) Les bandes sombres

Description de l’arc en cielDescription de l’arc en ciel

Arc surnuméraire

Arc secondaire

Bande Sombre d’Alexandre

Arc primaire

Zone lumineuse

Arc surnuméraire

HistoriqueHistoriqueAristote

Premier a étudier l’arc en ciel.

Roger Bacon Premier a avoir exprimé l’angle de l’arc en ciel.

Théodoric de Freiberg.Trajet de la lumière dans les goûtes d’eau.

DescartesRedécouverte de l’arc

Rappel:Rappel:- Loi de la réflexion :Loi de la réflexion :

Plan

ir

Rayon incident NormaleRayon réfléchit

n1

n2

θ1

θ2

Rayon incident Normale

Rayon réfracté

- Loi de la réfraction : - Loi de la réfraction :

nn11 sin θ sin θ11 = n = n22 sin sin θθ22

Réflexion et réfraction pour Réflexion et réfraction pour l’arc primairel’arc primaire

Deux réfractionsDeux réfractions Une reflexionUne reflexion Indice de réfraction Indice de réfraction

différentdifférent Dispersion de la Dispersion de la

lumièrelumière Spectre lumineux: Spectre lumineux:

entre 380 et 740 nmentre 380 et 740 nm i1=32°

i2=23.5°

i4= 27°

i3=27°

i6=27.8°

i5=20.5°

Réflexion et réfraction pour Réflexion et réfraction pour l’arc secondairel’arc secondaire

Deux réfractionsDeux réfractions Deux réflexionsDeux réflexions Moins lumineux que Moins lumineux que

l’arc primairel’arc primaire Couleurs inversé par Couleurs inversé par

rapport à l’arc rapport à l’arc primaireprimaire

i1=32°

i2=23.5°

i4= 27°

i3=27°

i6=27.8°

i5=20.5°

i7=20.5°

i9=25.65°

i8=19°

i10=19°

Inversion des couleurs des Inversion des couleurs des deux arcsdeux arcs

Ceci est due a la Ceci est due a la réflexion réflexion supplémentaire à supplémentaire à l’intérieur des gouttes l’intérieur des gouttes d’eau.d’eau.

C’est aussi due a C’est aussi due a l’indice de réfraction l’indice de réfraction différent selon la différent selon la longueur d ’onde.longueur d ’onde.

Rayons constituent

l’arc primaire

Rayons constituent l’arc

secondaire

Rayons arrivent du

soleil

Arc surnuméraire et Bandes Arc surnuméraire et Bandes sombressombres

Arcs surnuméraires:Arcs surnuméraires: 2 Arcs2 Arcs Arcs roses et vertsArcs roses et verts Dû aux interférencesDû aux interférences

Bandes sombres:Bandes sombres: Entre arc primaire et arc secondaireEntre arc primaire et arc secondaire Déficit de lumièreDéficit de lumière

L’arc en ciel a été étudié par de nombreux scientifiques. C’est unphénomène optique et météorologique qui rend visible le spectrecontinu de la lumière du ciel quand le soleil brille pendant la pluie. Les lois de la réflexion et de la réfraction interviennent dans ce phénomène. On a pu voir qu’il y avait plusieurs arcs que l’on peut apercevoir ou non.

Maud Pelouas & Noémie Lago