IV. L*arc-en-ciel

Par une belle journée d'été, vers quatre heures du soir, alors que les rayons solaires commencent à être très-inclinés sur l'horizon, placez-vous devant un jet d'eau en tournant le dos au soleil; vous verrez un arc-en-cicl autour du jet, dans la r^ioii

LA LUMIE[tE

les gouttelettes d'eau retombent vers la terre.

circonstances sont les mêmes , toutes les fois

vous voyez un arc-en-cicl parer l'atmosphère

jes vives couleurs. Vous lapercevcz, en tournant

los au soleil, lorsque celui-ci est peu éloigné de

irizon, et la région dans laquelle l'arc irisé

ible se déployer est occupée par d'innombrables

ittes d'eau qui tombent d'un nuage sous forme

pluie. Pour avoir l'explication de ce phéno-

tne, il suffît d'étudier la figure 21 , dans la-

elle on a représenté ce qui se passe dans une

iitte d'eau située au point le plus élevé de

rc.

Un rayon solaire atteint la petite sphère liquide, Pénètre par réfraction, se réfléchit au fond de la ière, puis sort du côté du soleil, en se dirigeant s l'œil de l'observateur. Mais ce rayon a été déïposé par la sphère d'eau, comme dans l'expéïce du spectre solaire, et au lieu d'un seul rayon 31 sept rayons simples qui se dirigent vers lob* '^ateur avec des inclinaisons différentes. L'incli- ^on va en croissant du rouge au violet, de sorte > si le rayon rouge atteint l'œil, les autres rayons Us de la même goutte ne peuvent l'atteindre, ^ une goutte moins élevée pourra lui envoyer un ^n violet. L'observateur voit donc dans la direc- L de ces gouttes un point rouge en haut, un rxt violet en bas. Les gouttes intermédiaires en- ^tit semblablement à l'œil les rayons simples Xpris entre le rouge et le violet. On a ainsi un

spectre solaire, dont les couleurs sont en partant du point le plus bas :

Violet j indigOy bleiiy vert^ jaime^ orangé^ rouge.

Imaginez maintenant une surface conique, ayant pour axe la droite qui va de l'œil de robservateur au soleil, et passant par la goutte. Chacune des gouttes d'eau qui se trouvent sur cette surface produit le même effet; on a donc un ensemble de spectres formant une bande circulaire, irisée, dans laquelle les couleurs simples se succèdent suivant Tordre indiqué, le violet étant en dedans, elle rouge 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. On démontre par le calcul que l'angle du cône des rayons rouges est de 42**, et celui du cône des rayons violets est 40*. La laideur de l'arc-en-ciel sous-tend donc un angle de 2*, et le diamètre de Tare total sous-tend un angle de 84*: quant à la largeur apparente de chacune des couleurs simples qui le composent, elle est égale à celle du soleil.

Ainsi l'arc-en-ciel nous révèle l'existence de petites sphères d'eau liquide qui tombent en pluie au milieu de l'atmosphère. Leur grosseur est d'autant plus grande que l'arc-en-ciel est plus brillant. H faut qu'elles soient beaucoup plus grosses que celles qui forment les nuages pour que l'œil puisse dis-

inguer les couleurs. Voilà pourquoi les brouillards ît les nuages ne produisent pas d'arc-en-ciel.