Arc-en-ciel

[invite3ccb42aa]

Bonjour,
Je suis en train de faire un exposé sur les arcs-en-ciel mais j'ai plusieurs questions resté sans réponses après plusieurs recherches.

-Peut-il y avoir des arcs-en-ciel sur d'autres planètes ? (je n'ai trouvé qu'une supposition concernant Titan où il y a des pluies de méthane)

-Pourquoi l'angle de déviation entre le rayon de soleil incident avec le faisceau réfracté doit être d'environ 42° pour voir un arc-en-ciel?

-Cet angle varie entre 40 et 42° selon les couleurs. Je suppose qu'il existe une relation entre l'angle et la longueur d'onde non ?

-Est-ce que la forme sphérique d'une goutte d'eau est importante ? Si les gouttes d'eau avaient été ovales est ce que les faisceaux serait réfléchis et refracté de la même manière?

En espérant que quelqu'un puisse répondre à mes questions.
Merci d'avance
à bientôt j'espère.
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[invite5fc1946d]

-Peut-il y avoir des arcs-en-ciel sur d'autres planètes ? (je n'ai trouvé qu'une supposition concernant Titan où il y a des pluies de méthane)

Condition 1 ; la planète doit avoir une atmosphère. Condition 2, il doit y avoir présence de gouttelettes (liquide) dans cette atmosphère. Après je ne connais pas bien la spécificité de Titan, mais l'eau n'est pas le seul élément capable de créer un arc en ciel, c'est certain. A noté également qu'en présence de cristaux (solide) dans l'atmosphère il peut se former bien d'autres phénomènes lumineux autres que l'arc en ciel (celui-ci est le plus connu, mais il n'y a pas que ça)

-Pourquoi l'angle de déviation entre le rayon de soleil incident avec le faisceau réfracté doit être d'environ 42° pour voir un arc-en-ciel?

Il doit être inférieur à 42°, non égal à 42°. 42° est l'angle maximum (51° pour l'arc secondaire) C'est lié au phénomène de réfraction de la lumière qui se produit dans une goutelette d'eau sphérique. Là c'est difficile de t'expliquer comme ça, car c'est lié à la propriété de l'eau, de la lumière et de sa géométrie (sinus et cosinus ^^). On peut donc supposer qu'avec du méthane cet angle changera (simple hypothèse)

A noté que 41° constitue l'angle où l'arc en ciel sera le plus éclatant (effet d'accumulation en sortie de goutte)

-Cet angle varie entre 40 et 42° selon les couleurs. Je suppose qu'il existe une relation entre l'angle et la longueur d'onde non ?

Oui tout à fait.

-Est-ce que la forme sphérique d'une goutte d'eau est importante ? Si les gouttes d'eau avaient été ovales est ce que les faisceaux serait réfléchis et refracté de la même manière?

Oui la forme sphérique de la goutte d'eau est très importante car c'est cela qui va déterminer justement cet angle. Et bien je suppose que si la forme est ovale cela va déformer l'angle de réfraction justement. Généralement on considère que la goutte est sphérique, parce que ça facilite le calcul, mais bon on peut oui supposer que dans la nature c'est pas si simple ^^

[invite5fc1946d]

Je rajoute juste. Pour comprendre ce phénomène de réfraction dans une goutte d'eau, c'est exactement le même phénomène quand tu regarde au fond d'une piscine, la lumière est déformé.

Il y a une première réfraction (changement d'angle) quand la lumière passe du milieu air à eau, puis une réflexion à l'intérieur même de la goutte d'eau sur sa face intérieur, puis une nouvelle réfraction lorsque la lumière sort de la goutte d'eau (eau-air). Le tout forme un angle de 42° donc au maximum pour une goutte d'eau sphérique, au lieu de filer droit à 180°

[invite3ccb42aa]

Merci beaucoup pour tes réponses !

J'en aurais juste une petite dernière. Saurais-tu quelle est la formule liant l'angle à la longueur d'onde.
J'aimerais calculer l'angle de réfraction de la couleur verte, quelle formule puis-je utiliser ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5fc1946d]

De tête comme ça non. Mais sur google tu trouveras ton bohneur.

Par ex : http://pfz.free.fr/arc_en_ciel.htm