L'étrange comportement des arcs-en-ciel

[CaptainElec]

Bonsoir à tous, je me pose quelques questions à propos du phénomène que nous connaissons tous et visible dans certaines conditions : Les arcs-en-ciel. Je suis entrain de coder un simulateur 3D censé reproduire certains effets météo et voici ma procédure sans rentrer dans les détails de programmation :

- Je dessine une surface représentant un mur d'eau
- Je définis le vecteur reliant la caméra à chaque "point" de cette surface, un point pouvant être assimilé à une goutte d'eau
- Je définis le vecteur directeur des rayons de soleil
- Je calcule l'angle entre ces vecteurs et s'il est compris entre 40 et 42 degrés le point est coloré (La couleur dépendant de l'angle) sinon il est transparent

J'ai bien un arc (Un cercle en fait mais tronqué la plupart du temps) à l'opposé du soleil mais je m'aperçois que ce dernier est visible en tout circonstance du moment que je suis entre le soleil et le mur d'eau. Lorsque je m'approche du mur d'eau l'arc rétrécit (C'est en fait l'environnement autour de lui qui semble grandir) au point que le cercle entier devient visible. Un arc-en-ciel n'est-il pas censé disparaître lorsqu'on s'en approche ?

Bref voilà j'aimerais en savoir plus sur le comportement d'un arc-en-ciel afin de savoir si le résultat que j'obtiens est bon.

Merci par avance aux experts en optique.
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[Pio2001]

Bonjour,
Ta simulation est correcte. La différence avec la réalité est qu'il faut plusieurs mètres d'épaisseur de pluie pour qu'un arc soit visible.
Pour voir un cercle complet, il faut donc pouvoir regarder vers le bas sur une profondeur de plusieurs mètres avant que le regard ne rencontre le sol.

Il est peut-être possible de créer un cercle-en-ciel complet comme dans ta simulation, avec un tuyau d'arrosage et un embout diffusant de fines gouttelettes. Les gouttes qui sortent ainsi d'un tuyau d'arrosage sont si denses qu'un arc-en-ciel est visible à travers une fine épaisseur d'eau.

[phys4]

Un arc-en-ciel n'est-il pas censé disparaître lorsqu'on s'en approche ?

L'arc en ciel est une sorte d'image partielle du soleil. Sa distance est donc énorme dans tous les cas.
Le miroir formé par les gouttes peut être à une distance quelconque, cela ne changera pas la forme de l'arc, vous pouvez même être dans la pluie qui fait apparaitre l'arc.

[CaptainElec]

Merci pour vos réponses.

L'arc en ciel est une sorte d'image partielle du soleil. Sa distance est donc énorme dans tous les cas.
Le miroir formé par les gouttes peut être à une distance quelconque, cela ne changera pas la forme de l'arc, vous pouvez même être dans la pluie qui fait apparaitre l'arc.

Qu'est-ce que tu veux dire ? Qu'il ne disparaîtra pas quelque soit la distance entre l'observateur et le mur d'eau ?

J'essaie notamment de comprendre pourquoi l'arc-en-ciel disparaît ici à 1:00.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

J'essaie notamment de comprendre pourquoi l'arc-en-ciel disparaît ici à 1:00.

Vous pouvez voir l'arc en ciel en vous trouvant dans le jet d'eau à condition de tourner le dos au soleil et d'avoir la pluie devant vous.
Dans l'expérience indiquée, la caméra, qui sert d'observateur ne se trouve plus entre le soleil et la pluie de gouttes d'eau.

[CaptainElec]

Donc en fait l'arc-en-ciel s'est décalé vers la gauche (D'après ce que je vois) et est sorti du mur d'eau ?

[phys4]

Par comparaison si vous décalez l'observateur en dehorrs de la ligne qui joint la source au miroir, l'observateur ne verra plus la source dans le miroir tout simplement.
L'expérience avait seulement pout but de montrer que l'alignement soleil, observateur, pluie est indispensable.

[CaptainElec]

Oui mais comment peut-on parler d'alignement avec le soleil était donné que ce dernier est situé "à l'infini" ?

[phys4]

Aucune difficulté : imaginez un objet que vous éloignez vers l'infini : sa direction reste parfaitement définie et les alignements sur ce point deviennent des parallèles, ce qui n'interdit pas la détermination de sa direction, au contraire.

[CaptainElec]

D'accord donc on a le droit de considérer que le soleil "suit" l'observateur donc il n'y a en fait qu'une condition pour que l'arc-en-ciel soit visible : Que le mur d'eau soit dans l'axe soleil - observateur mais un mur d'eau c'est large donc ça sous-entend qu'un arc-en-ciel est facilement visible alors pourquoi un léger mouvement de caméra comme dans la vidéo suffit à faire disparaître le phénomène ?

[phys4]

Que le mur d'eau soit dans l'axe soleil - observateur mais un mur d'eau c'est large donc ça sous-entend qu'un arc-en-ciel est facilement visible alors pourquoi un léger mouvement de caméra comme dans la vidéo suffit à faire disparaître le phénomène ?

Avez vous remarqué qu'il s'agit dans l'expérience d'un petit mur d'eau fait par le jet que tient l'opérateur ?

[CaptainElec]

Donc c'est bien parce que l'arc-en-ciel sort du mur d'eau qu'il devient invisible ?

[jacknicklaus]

Disons que c'est pareil qu'un miroir. Si tu te délaces latéralement par rapport à un miroir qui te fait face, il arrive un moment où ton image dans le miroir "sort du cadre" et devient invisible.

[CaptainElec]

D'accord c'est bien ce qui me semblait, l'arc-en-ciel sort du mur d'eau, merci pour l'aide.