Pourquoi les rayons du soleil ne semblent pas parallèles à l'oeil nu?

[Indy69]

Bonjour,
depuis quelque temps en photographiant les couchers de soleil, j'ai remarqué que par temps nuageux les rayons de soleil forment une forme conique. Très spectaculaire en photographie, cela me pose un problème de compatibilité avec la théorie des rayon parallèles en provenance du soleil. La scène qui se déroule devant mes yeux m'indique que la source de lumière est proche des nuages, juste derrière eux. Or ce n'est pas ça, n'est-ce pas? Comment expliquer cela? Merci pour vos lumières
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[pm42]

cela me pose un problème de compatibilité avec la théorie des rayon parallèles en provenance du soleil.

Le soleil n'est pas un point et il émet dans toutes les directions donc les rayons de lumière ne sont pas parallèles. J'ai du mal à voir de quelle théorie tu parle.

[Indy69]

Bain, les rayons du soleil qui frappent la terre sont parallèles entre eux ! Du moins c'est comme ça qu'on explique les saisons, en relation avec l'inclinaison de la terre sur son axe et malgré sa position plus proche du soleil dan son orbite ellipsoïdale. Jusque là j'ai juste ou pas?

[WizardOfLinn]

Presque, mais pas rigoureusement. Le diamètre apparent du soleil est de 0.5 deg. Les rayons issus de points diamétralement opposés pris au bord du disque solaire font un angle de 0.5 deg entre eux.

[A voir en vidéo sur Futura]

[WizardOfLinn]

(suite)
Mais ce n'est pas celà qui explique ton image, que je viens de voir.
Les "rayons" que tu vois ne sont pas des rayons solaires directs mais de la diffusion.

[f6bes]

Bjr,
Bref les nuages ont le meme effetqu'un sytéme optique..divergent.
Rein de nouveau sous...le Soleil!
Bonne journée

[Indy69]

Il y aurait un phénomène de lentille qui regroupe et diffuse les rayons au dessus des nuages? Alors à chaque fois qu'un gars prend une photo de ce type il y aurait ce phénomène qui créé un effet de diffusion conique, dans des point different de la planète? A chaque photo une lentille différente? Il me faudrait une explication plus universelle car là c'est trop limité à une surface trop limitée.

[WizardOfLinn]

Non, il n'y aucun phénomène de lentille, pas de convergence ni divergence.
Je parlais de diffusion, par des gouttelettes d'eau ici. Une surface diffusante, la base des nuages par exemple, se comporte comme une source secondaire, distante de quelques km.
Lorsque tu regardes une feuille de papier blanc éclairée par le soleil, ce n'est pas les rayons du soleil directs et quasiment parallèles que tu vois mais le faisceau rétrodiffusé par la feuille.
Ensuite, entre cette source secondaire et la mer, il y a une autre diffusion, parce que l'atmosphère doit être chargée d'humidité et de gouttelettes, ce qui "matérialise" les rayons.

[Indy69]

Merci Wizzardoflinn,
Oui le papier diffuseur je le visualise bien, car en photo on utilise ce principe pour diffuser la lumière des flashs. Ceci dit le papier lui, va diffuser la lumière telle qu'il la reçoit. Soit parallèle si c'est en provenance du soleil. Et pareil devrait être pour les nuages. Vu les distances en jeux, papier, nuages, cela ne fait aucune différence. Si le papier est percé, pareil rayons passent et sont parallèles, et pas pareil pour les nuages. Cette photo n'est pas un cas isolé. Je l'ai trouvé sur flickr, mais on a tous remarqué ce phénomène, même si on est pas tous doués pour l'immortaliser en photo
Au moins que :

"WizardOfLinn
Re : Pourquoi les rayons du soleil ne semblent pas parallèles à l'oeil nu?

Presque, mais pas rigoureusement. Le diamètre apparent du soleil est de 0.5 deg. Les rayons issus de points diamétralement opposés pris au bord du disque solaire font un angle de 0.5 deg entre eux."

Au moins que cela joue en quel conque mesure pour expliquer cela. J'avoue que j'ai pas bien compris ce que cela implique, mais vu les modèles du système solaire 3D sur youtube, le soleil parait beaucoup, beaucoup plus grand que la terre. Telle qu'ils le represente c'et pas une boule de 0,5° qu'on devrait voir mais plutôt un mur de lumière tel qu'un diffuseur de lumière 60x120 sur un grain de raisin sur une scène de nature morte par exemple. Désolé j'ai plus de références en photo qu'en astronomie.

[stefjm]

La scène qui se déroule devant mes yeux m'indique que la source de lumière est proche des nuages, juste derrière eux. Or ce n'est pas ça, n'est-ce pas?

On peut dire qu'il y a une source de lumière juste au dessus des nuages (une source secondaire signalé par WizardOfLinn).
On peut dire aussi que le nuage se comporte comme une lentille divergente, qui fait diverger de son foyer, les rayons parallèles du soleil (f6bes).

En l'absence de nuage, on observe assez souvent des rayons tous parallèles.

[Indy69]

On peut dire qu'il y a une source de lumière juste au dessus des nuages (une source secondaire signalé par WizardOfLinn).

On peut dire aussi que le nuage se comporte comme une lentille divergente, qui fait diverger de son foyer, les rayons parallèles du soleil (f6bes).

En l'absence de nuage, on observe assez souvent des rayons tous parallèles.

Au dessus des nuages on le sais il y a le soleil, on a tous pris l'avion une fois.

Alors, chaque nuage est potentiellement une lentille? On devrait pouvoir voir plusieurs cônes de lumière, reprochés, effet spot au plafond, or j'ai jamais vu ça ni en vrai ni en photo.

Pas forcement faux, ni forcement vrai, difficile de discerner les rayons en pleine lumière. C'est justement la présence des nuages qui donne l'occasion de voir des faisceaux de lumière.

Merci pour ton point de vue

[stefjm]

Au dessus des nuages on le sais il y a le soleil, on a tous pris l'avion une fois.

Non, pas tous...
Le soleil n'est pas au dessu des nuages, il est infiniement loin.
La source ponctuelle qui donne l'impression que les rayon vienne d'elle est juste au dessus des nuages.
On dit qu'elle est virtuelle.
Voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Lentille_optique
Le point F (foyer) pour la lentille divergente.

Alors, chaque nuage est potentiellement une lentille? On devrait pouvoir voir plusieurs cônes de lumière, reprochés, effet spot au plafond, or j'ai jamais vu ça ni en vrai ni en photo.

Je n'en ai jamais vu non plus.

Pas forcement faux, ni forcement vrai, difficile de discerner les rayons en pleine lumière. C'est justement la présence des nuages qui donne l'occasion de voir des faisceaux de lumière.

En laissant rentrer un peu de lumière dans une pièce sombre et enfumée?

[Indy69]

Non, pas tous...
Le soleil n'est pas au dessu des nuages, il est infiniement loin.
La source ponctuelle qui donne l'impression que les rayon vienne d'elle est juste au dessus des nuages.
On dit qu'elle est virtuelle.
Voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Lentille_optique
Le point F (foyer) pour la lentille divergente.

Je n'en ai jamais vu non plus.

En laissant rentrer un peu de lumière dans une pièce sombre et enfumée?

Disons que suffisamment de gens dans le monde ont pris l'avion pour constater qu'il n'y a pas de lentilles dessus les nuages. Jamais entendu parler de tel phénomène, si t'as des sources je veux bien. Et en me renseignant ces derniers jours, je ne trouve rien qui puisse me donner une explication scientifique. On parle de rayons du soleil qui sont sensé être parallèle et qui ne le sont pas. C'est pas anodin comme sujet.

Alors, justement il y a une histoire de taille et proportions. Car oui je convient avec toi sur la lumière qui entre par ma fenêtre sur la table, je peux constater que les rayon sont bien parallèles. Le problème c'est lorsque je regarde le ciel.

Comme je disais plus haut, les different modèles 3D du système solaire, laissent voire un soleil gigantesque par rapport à la terre. Si tel était le cas, l'étoile qu'on voit à l'horizon tout les jours devrait entre un mûr de lumière, pas un ballon dans le ciel. Or comme je crois plus à mes yeux que à youtube, je pose ici la question, est il possible que les calculs de la distance du soleil soient fausses? Ou alors la taille de celui-ci? Ou les modeles 3D fausses? Ou est ce que je peux trouver un modèle à la bonne échelle?

[stefjm]

Les rayon du soleil sont parallèles entre le soleil et le nuage. Après le nuage, ils n'ont plus aucune raison de l'être.

Dans le cas qui vous occupe, vous pouvez considérer le soleil comme ponctuel.

Pour les dimensions du système solaire, voyez donc wikipédia.

A ce propos, je n'ai pas l'impression que vous ayez lu l'article que je vous ai pointé.
Tant pis.

[Indy69]

Les rayon du soleil sont parallèles entre le soleil et le nuage. Après le nuage, ils n'ont plus aucune raison de l'être.

Je ne vois pas comment un nuage se comporte comme une lentille divergente, mais bon, c'est une piste à considérer

Dans le cas qui vous occupe, vous pouvez considérer le soleil comme ponctuel.

Dois je m'attendre à ce que ce phénomène puisse se produire, n'importe où, à condition qu'il ait un nuage divergent. Un peu comme un arc en ciel finalement. D'accord! (suis pas encore convaincu, mais en attendant)

Pour les dimensions du système solaire, voyez donc wikipédia.

J'essaie de procéder scientifiquement par hypothèses et chercher d'ou peut venir l'erreur. Dans cette recherche sui tombé entre autre dans d''étonnantes modèles 3D du système solaire. A voir ces représentations le soleil est infiniment plus grand qu'il l'est en réalité. Ou plus proche, mais c'est sensiblement la même chose. Enfin l'effet sur terre serait délétère de la même manière.

A ce propos, je n'ai pas l'impression que vous ayez lu l'article que je vous ai pointé.
Tant pis.

Je suis allé voir, et justement on parle de lentille divergente, seul cas de figure qui expliquerait le phénomène en question. Reste plus qu'à guetter le nuage divergent. Admis que cela existe.

Merci pour l'échange

[stefjm]

Je suis allé voir, et justement on parle de lentille divergente, seul cas de figure qui expliquerait le phénomène en question. Reste plus qu'à guetter le nuage divergent. Admis que cela existe.

Ce n'est pas une question d'existence, mais de modèle.
Le nuage se comporte comme une lentille divergente.
WizardOfLinn décrit avec un modèle qui parle de diffusion de la lumière, et qui fait voir à l'observateur une source de lumière juste au dessus des nuages (et donc des rayons divergents de cette sources proches.).

J'ignore quel est le meilleur modèle explicatif.

[daniel100]

La réponse est toute simple, enfin si j’ai bien compris la question.

C’est comme si tu regardais les rails d’un chemin de fer ou les deux bords d’une route au ras du sol. Tu verras les deux rails ou les deux bords de la route avec un angle et pourtant ces bords sont parallèles, c’est ma même chose pour les rayons du soleil. On n’est pas en 2D mais en 3D.

[stefjm]

Une perspective : Idée intéressante.

Je propose l'utilisation d'une lentille convergente placée sous le nuage avec son foyer situé sur la source secondaire.

Supposition lentille divergente : les rayons divergents entre les deux lentilles seront remis parallèles par la lentille convergente et on pourra visualiser le soleil sur un écran placé en dessous.
Supposition perspective : les rayons parallèles deviendront convergent après la lentille et l'image du soleil sera concentré en un point au foyer de la lentille. (ça brule l'écran...)
Supposition diffusion : je ne sais pas prédire le résultat. WizardOfLinn pourrait le prédire peut-être?

Plus qu'à faire l'expérience pour valider ou invalider les différentes propositions.

[Indy69]

Il y a une explication du comportement des rayons du soleil ici: http://www.je-comprends-enfin.fr/ind...d-menu-12.html

En résumé, le soleil est suffisamment loin et grand pour considérer comme parallèles les rayons qui nous frappent ici sur terre.
Néanmoins quand on analyse l'ombre d'un objet à la verticale, dans l'exemple un rideau semi-transparant avec des motifs, l'ombre n'est pas nette, il y a la pénombre en plus de l'ombre. Bref ils se comportent pas comme des rayons parallèles.

Suis pas expert en astronomie, mais est-il acceptable que pour les saisons, on dit que les rayon sont parallèles, car autrement comment expliquer la différence de température hiver-été malgré le rapprochement du soleil en hiver ???
Mais le constat sur le terrain montre que ils ne sont pas tout à fait parallèles, car de toute évidence les ombres aussi se comportent pas selon ce modèle.

Alors ce genre d'approximations, je demande si peut avoir des conséquences sur la compréhension du soleil? Sais pas, la distance est bien la bonne? Ou la taille supposé est bien correcte?

La conclusion de l'article est que l'expérience de l'observation nous laisse penser que les rayons ne sont pas parallèles, mais que pour le modèle du système solaire on dit qu'il le sont.

On est dans une affirmation dogmatique, là ou pas ? C'est volontairement provocateur, mais ça me perturbe de découvrir que, un coup on dit qu'elle sont parallèles et un coup non.

[Indy69]

La réponse est toute simple, enfin si j’ai bien compris la question.

C’est comme si tu regardais les rails d’un chemin de fer ou les deux bords d’une route au ras du sol. Tu verras les deux rails ou les deux bords de la route avec un angle et pourtant ces bords sont parallèles, c’est ma même chose pour les rayons du soleil. On n’est pas en 2D mais en 3D.

Suis d'accord que pour l'observation directe du soleil on est bien dans ce cas de figure. Du moins jusqu'a hier je pensais ça. Maintenant il parait qu'ils le sont pas toute à fait. Alors on fait quoi? Hypothèse rejetée?

[WizardOfLinn]

Il y a une explication du comportement des rayons du soleil ici: http://www.je-comprends-enfin.fr/ind...d-menu-12.html

En résumé, le soleil est suffisamment loin et grand pour considérer comme parallèles les rayons qui nous frappent ici sur terre.
Néanmoins quand on analyse l'ombre d'un objet à la verticale, dans l'exemple un rideau semi-transparant avec des motifs, l'ombre n'est pas nette, il y a la pénombre en plus de l'ombre. Bref ils se comportent pas comme des rayons parallèles.
...

Le début est correct (*), les ombres non nettes sont dues au fait que les rayons ne sont pas tout à fait parallèles, il s'en faut de 0.5 deg, diamètre apparent du soleil, c'est ce que j'expliquais dans un message précédent.
Mais 0.5 deg, c'est un petit angle, ça ne fait pas des faisceaux parallèles, mais presque. Pour expliquer les saisons, on peut considérer que c'est parallèle.

A+

(*) mais les explications qui suivent dans cette page dérapent ensuite, on peut arrêter la lecture à l'explication du dégradé des ombres, le reste est de la fantaisie dépourvue de sens physique.

[Indy69]

Le début est correct (*), les ombres non nettes sont dues au fait que les rayons ne sont pas tout à fait parallèles, il s'en faut de 0.5 deg, diamètre apparent du soleil, c'est ce que j'expliquais dans un message précédent.

A+

D'accord cette variation (oscillation?) de 0,5° c'est quelque chose de connue alors. Bon, bon ça plus le comportement divergent des nuages nous donne des rayons parfois presque "céleste" dans le sens divin du terme. Que d'ailleurs on le voit aussi dans certains tableau des grand maitres.
Et du coup cette variation de 0,5° explique aussi pourquoi une eclipse solaire produit un cône d'ombre avec le rayon plus petit sur la terre, et une grande pénombre autour. Ai-je raison?
En fait les rayons ne sont pas du tout, mais pas du tout parallèles.

[WizardOfLinn]

Mais je rappelle que ce n'est pas ce faible écart au parallélisme qui explique les "rayons" que tu observes sur ton image.
Ces "rayons", qui ne sont pas des rayons solaires directs, ne sont possibles que par la diffusion de particules atmosphériques, en l'occurence des gouttelettes d'eau ici, couplé éventuellement à un effet de perspective (l'origine du rayon, à la base des nuages, ne se trouve pas à la même distance que le point final).

[WizardOfLinn]

D'accord cette variation (oscillation?) de 0,5° c'est quelque chose de connue alors. Bon, bon ça plus le comportement divergent des nuages nous donne des rayons parfois presque "céleste" dans le sens divin du terme. Que d'ailleurs on le voit aussi dans certains tableau des grand maitres.
...

Oui, c'est bien connu, et pas oscillant, le diamètre apparent du soleil change très peu en cours d'année.
Pour la divergence des nuages, laisse tomber, ça n'existe pas, un nuage n'est pas une lentille optique, ce n'est pas ce qui explique tes images.

[Indy69]

Ah mince !!!
je croyais avoir compris le phénomène. Car c'est pas un cas isolé et les photographes semble ne pas les intéresser, comprendre le comment et le pourquoi.
Du moment qu'on obtient un beau cliché...que importe le pourquoi.
Voilà encore des nuages, et même par dessus les nuages, double nuage avec double convergence plus 0,5°. Ca me fait un noeud au cerveau.

Merci pour ton aide

[Indy69]

et puis il y a ça:

Le Panthéon de Rome.
Mais là c'est normal, c'est la maison du seigneur. On s'en moque du parallélisme, et en avant avec le show.

[stefjm]

Pour la divergence des nuages, laisse tomber, ça n'existe pas, un nuage n'est pas une lentille optique, ce n'est pas ce qui explique tes images.

Le but d'un forum est-il de réfléchir ou d'apprendre connement des trucs de différentes sources?
Perso, je suis intéressé par la prédiction de l'expérience que j'ai proposé dans le cas de la diffusion.

Sinon, coté diffusion, on a :
Le pied de vent :https://fr.wikipedia.org/wiki/Pied-de-vent
Le rayon crépusculaire : https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayon_cr%C3%A9pusculaire
Etc...

[Indy69]

Sinon, coté diffusion, on a :
Le pied de vent :https://fr.wikipedia.org/wiki/Pied-de-vent
Le rayon crépusculaire : https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayon_cr%C3%A9pusculaire
Etc...

Ah mais c'est tout à fait ça dont il s'agit. Rayons crépusculaire ou pieds de vent.
Par contre wiki dit :"Ils apparaissent sous formes de raies lumineuses divergentes. En réalité, les rayons sont parallèles."
Suis pas d'accord car s'ils apparaissent divergentes c'est qu'ils le sont. On pourrait presque dessiner un triangle isocèle et trouver la source. Et c'est bien là soucis. Le mystère persiste pour moi.

[phys4]

Bonjour à tous,

Le Soleil se trouve bien assez loin pour assimiler tous les rayons à des droites parallèles à notre niveau terrestre.

Ce qui qui ce joli cône est un effet de perspective : les lignes parallèles dirigées vers nous semblent venir d'un point unique situé juste au dessus des nuages qui est le point de fuite de la perspective.
L'illusion des rayons obliques provient d'une perception faussée de la profondeur, les rayons qui semblent descendre en oblique sont, en réalité dirigées vers nous.
Bonne suite.

[Indy69]

Bonjour à tous,

L'illusion des rayons obliques provient d'une perception faussée de la profondeur, les rayons qui semblent descendre en oblique sont, en réalité dirigées vers nous.
Bonne suite.

Bonjour et merci,

Soit pour les photos des nuages, on peut encore dire que la perspective est trompeuse. Quoi que semble prises avec un médium télé zoom. En fait pas de distorsion de l'horizon comme avec un grand-angle.

Mais comment expliquer la lumière du Panthéon de Rome? On peut facilement mesurer la circonférence de la lumière au sol, et comparer avec l'ouverture sur le toit. Te toute évidence pas le même diamètre.