L'ARC-EN-CIEL

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peu déviés de la réflexion directe, les jaunes s’écartent davantage, les verts encore plus, etc. L’inclinaison va en croissant du rouge au violet, de sorte que, si le rayon rouge atteint l’œil, les autres rayons venus de la même goutte ne peuvent l’atteindre, mais une goutte moins élevée pourra lui envoyer un rayon violet. L’observateur voit donc dans la direction de ces gouttes un endroit rouge en haut, un violet en bas. Les gouttes intermédiaires envoient semblablement à l’œil les rayons compris entre le rouge et le violet. On a ainsi un spectre solaire dont les couleurs sont, en partant du point le plus bas, violet^ indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge.

Imaginons maintenant une surface en forme de cône, ou de cornet, ayant pour axe une ligne menée de l’œil de l’observateur au Soleil et passant par la goutte. Chacune des gouttes d’eau qui se trouvent sur cette surface produit le même effet, puisqu’elle forme le même angle avec le Soleil et l’observateur; on a donc un ensemble de spectres formant une bande circulaire, irisée, dans laquelle les couleurs simples se succèdent suivant l’ordre indiqué, le violet a étant en dedans et le rouge h en dehors. Le phénomène se reproduit tant que les gouttes d’eau se succèdent dans la même région de l’espace; l’apparence lumineuse se renouvelle en même temps que le passage de ces gouttes, et l’on voit l’arc persister.

L’arc-en-ciel constate donc l’existence de petites sphères d’eau liquide tombant en pluie au sein de l’Atmosphère. L’arc est d’autant plus brillant que leur grosseur est plus grande. Il faut qu’elles soient beaucoup plus grosses que les vésicules qui forment les nuages pour que l’œil puisse distinguer les couleurs. Voilà pourquoi les brouillards et les nuages ne produisent pas d’arc-en-ciel.

Sachant que l’arc-en-ciel a pour cause la réfraction des rayons du Soleil par les gouttes de pluie qui tombent, nous pouvons en déduire non seulement la grandeur de cet arc, mais aussi les conditions sans lesquelles il ne saurait avoir lieu. Si le Soleil était à l’horizon, l’ombre de la tête du spectateur y arriverait aussi; et, comme l’axe du cône serait horizontal, il s’ensuit que nous verrions une demi-circonférence complète d’un demi-diamètre apparent de /|i degrés. Dès que le Soleil s’élève, l’axe du cône s’abaisse et l’arc devient plus petit; enfin, si le Soleil atteint une hauteur de 4i degrés, l’axe du cône forme le même angle avec le })lan de l’horizon, et l’arc devient tangent à ce plan. C’est pourquoi on ne saurait voir d’arc-en-ciel à midi en été. Si le Soleil était encore plus élevé, l’arc se projetterait sur la Terre. On voit rarement le phénomène quand il se présente ainsi. Le second arc, dont nous allons parler, disparaît quand le Soleil atteint 52 degrés. L’observateur placé sur la Terre ne peut donc jamais voir plus d’une demi-circonférence (Soleil à Lhorizon), et ordinairement ce n’est qu’un arc de loo à i5o degrés. Quand la Terre ne s’oppose pas à la production de la partie inférieure, on peut voir plus d’une demi-circonférence et même une circonférence

Fig. 5o — lléllexion simple des rayons dans une goutte de pluie.

L’ATMOSPHERE

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complète. C’est ce qui m’est arrivé une fois en l)allon : par une circonstance curieuse, la jiartie supérieure se trouvant cachée, je voyais un arc-en-ciel à l'envers^ dans lequel le violet était intérieur.

On remarque souvent, au-dessus de l’arc-en-ciel, un second arc dans lequel les couleurs sont disposées dans un ordre inverse du précédent.

La zone comprise entre l’arc principal et l’arc secondaire est ordinairement plus foncée que le reste du ciel, et, d’après un grand nombre d’observations, me paraît être une région d’absorption pour les rayons lumineux. Elle présente généralement une teinte plate, grise.

Telle est l’explication de l’arc-en-ciel ordinaire, telle est aussi celle du deuxième arc. Un plus grand nombre de réflexions peuvent se produire, et d’autres arcs.

l'ig- 5(. — Arcs irréguliers dus à la réflexion du Soleil dans l’eau.

de plus en ])lus j)âles, peuvent exister. Mais la lumière diffuse empêche de les voir. Ou a cependant l'emartpié parfois le troisième, et parfois aussi le quatrième et le cimpiième.

En faisant tomber dans une pièce obscure les rayons solaires sur un jet d’eau, on a observé jusipi’au dix-septième arc!

Il peut an-i\er que le Soleil soit réfléchi vers un nuage par la surface d’une eau trancpiille, et ([ue cctlc réflexiou engendi-e aussi un arc-en-ciel. Le calcul montre (ju’alors cet arc doit coupei’ l’arc formé directement à une hauteur qui dépend de celle de l asti'c. Si les deux phénomènes ])roduisent l'arc secondaire, les quatre courbes entrelacées |)réscntent un très beau spectacle. Une circonstance où elles se trouvaient com])lèl('s cl parfaitement distinctes est citée par Monge. Ilalley a observé trois arcs, (huit l’un était formé par les l'ayons réfléchis sur une rivière. Le Soleil peut du reste produire, après s’être rélléchi sur une nappe d’eau, un cercle complet. Quelquefois la partie sujiérieure mampie, et il reste le singulier [ihénomène de l’arc-en-ciel renversé.

L’ARC-EX-CIEI

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Les académiciens envoyés au cercle ])olairc pour la mesure du méridien observèrent, le 17 juillet 173G, sur la montagne de Ketinia, un arc-cn~cc<‘l triple analogue à celui dont parle Ilalley. Dans celui du bas, le violet était en bas, le rouge en dehors comme toujours : c’est l’arc principal. Le second qui lui est parallèle, est l’arc secondaire, chez lequel le rouge est en bas et le violet en haut. Le troisième arc, partant des pieds du premier, traversait le second et avait, comme le principal, le violet en dedans et le rouge en dehors. C’est cette observation que nous reproduisons figure 53.

Le II septembre 1874, à cinq heures quarante minutes du soir, .M. 33ut a observé

Fig. 5-2. — Arc-en-cicl double, dont l’uu est produit par la réflexion du Soleil dans la mer.

en Angleterre un arc-en-ciel de ce genre, dans lequel on voyait l’arc-en-cicl ordinaii’e et une branche de l’arc produit par la réflexion du Soleil dans les eaux de la mer (fig. 5i).

Nous pourrions encore signaler d’autres observations d’arcs-en-ciel irréguliers, entre autres celle qui a été faite en Ecosse, le 20 octobre 1879, par M. Garloch, à huit heures du soir (fig. 02).

Quelques nuages à grain, chassés par un vent de sud-ouest, arrivaient de l’embouchure de la Clyde, mais la baie était très calme et la mer unie comme un miroir. Ifarc, habituel était accompagné de deux autres, irréguliers, formés par la réflexion de l’eau.

Puisque l’arc-en-ciel est dû à la réfraction et à la réflexion des rayons solaires sur des gouttelettes d’eau tombant dans l’air, on conçoit (pie la lumière de la Lune puisse donner naissance à une apparition analogue, ((uoiipie moins intense. C’est ceifui m’a été donné de constater un soir do printem[)s, à Ci^nqiiègne. C’était le 9 mai 1 8G5, à dix heures

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trente minutes du soir. Le principal du collège eut l’obligeance de venir me prévenir de l’apparition qu’il venait de remarquer, et nous jîùmes l’étudier à loisir. C’était la veille de la pleine lune. L’astre était élevé de 6o degrés au-dessus de l’horizon oriental. XJ arcen-ciel lunaire se déployait à l’ouest avec une grande netteté de teintes. On distinguait les sept couleurs prismatiques dans leur ordre normal. Au-dessus de l’arc principal, on remarquait l’arc secondaire, plus faible, mais encore nettement dessiné. Ce phénomène météorologique qui ne laissait rien à désirer est d’autant plus rare que sa visibilité réunit plus de conditions diflicilcs à trouver réunies. La journée avait été orageuse et une petite averse venait tout récemment d'arroser le parc : ce qui avait élevé dans

l'ig. 53. — Arc-cn-ciol en triple.

l’Atmosphère les parfums des lilas et des girollées et donnait un charme particulier à cette douce soirée du mois de Maïa.

Brandes, D3'onis Duséjour, Sennert. deTessan, Rozier, Bravais ont observé et décrit l’arc-en-ciel nocturne. Je lis aussi dans Améric Vespuce (i5oi) qu’il a observé plusieurs fois « l’iris pendant la nuit » et des météores rares dans l’ancien continent. Il croit que le rouge de l’arc vient du feu, le vert de la terre, le blanc de l’air et le bleu de l’eau ; et il ajoute : « Ce signe cessera de paraître quand les éléments seront usés, quarante ans avant la fin du monde. »

On peut voir dans un ancien traité de météorologiè, celui du P. Cotte, qu’en outre de l’arc-en-ciel ordinaire, de l’arc secondaire, des arcs réfléchis et de l’arc-en-ciel lunaire, on a mentionné une autre sorte d’effet optique nommé « arc-en-ciel marin », formé à la surface de la mer, composé d’un grand nombre de zones, et apparaissant parfois sur les prairies humides à l’opposite du Soleil. Ce cinquième aspect est une espèce d’anthélic, que nous étudierons plus loin, à la fin du chapitre suivant. On a aussi donné le nom d’arc-en-ciel « blanc » au cercle anthélique dont il sera question dans le même chapitre.

J’ai quelquefois observé un arc-en-ciel entièrement visible sur le ciel resté bleu. Les