Bonsoir, j'effectue un TPE sur les arc-en-ciel et on se demandait quelles seraient les influences qu'aurait une déformation de cette goutte sur l'arc-en-ciel lui-même. Est-ce que quelqu'un aurait une idée car cela fai depuis 1 mois que je cherche et je rame un peu..
Merci
Salut, wieso
Je n'ai pas beaucoup de connaissances en ce domaine, mais
je suppose que les vents et "courants d'air" ne sont pas absents
lors de la vision d'un arc en ciel qui lui, semble immobile dans le ciel.
La réfraction de l'eau se fait au travers de micro-billes qui renvoient
le spectre lumineux à son observateur un peu comme un panneau de circulation te renvoie la lumière de tes feux d'automobile. Peu importe que la goutte soit parfaitement sphérique ou non, tu auras
toujours une réflection (plus ou moins intense) selon la sphéricité
de la goutte .
Plus les gouttes seront sphériques, plus grand sera leur nombre à
te réfléter la lumière réfractée, je pense ...
Bonnes couleurs (parfois on le voit en double, l'arc-en-ciel, lorsque les conditions sont bonnes. Le plus "faible" est au-dessus, ou autour)
Mais ce que je me demandais c'était vraiment de savoir si il exister des phénomènes optiques ou autres d'ailleurs agisant sur la goutte parce qu'on avait déja supposé la goutte qui tombe peut avoir une forme elliptique ou plus ou moins écrasé mais j'ignore comment démontré tous ca.
Je suppose que tu cherches à comprendre l'influence de la forme d'une goutte (dans un arc en ciel) au niveau optique?! Réflexion, réfraction, indice, ...
L'arc en ciel s'explique en toute rigueur par la théorie de Lorenz-Mie (diffusion d'une OEM par un particule sphérique homogène) et non pas par l'optique géométrique (tracé de rayons lumineux). Pour une fréquence donnée dans le visible (en ce qui nous concerne car le phénomène est sans intérêt esthétique hors du visible) il y a un angle (en fait deux principaux) où la répartition de la lumière diffusée visible à l'oeil est plus intense. C'est à cet angle que tu verras principalement la lumière correspondant à cette fréquence incidente (= provenant du soleil).
Si la particule (gouttelette d'eau ici) n'est plus sphérique la théorie de Lorenz-Mie ne s'applique plus, par contre tu peux faire des calculs pour d'autre formes simples. A mon avis si toutes les gouttelettes ont même forme, taille et sont orientées de le même manière dans certains cas tu dois encore pouvoir observer l'arc en ciel mais pas aux mêmes angles. Le problème est à mon avis similaire pour des gouttelettes sphériques. En fait, les goutelettes qui tombent ne sont pas sphériques mais allongées principalement dans le sens de la chute et pourtant il y a arc-en-ciel. L'hypothèse spéhriaque n'est donc pas requise pour observer le phénomène. L'avantage d'une aprticules quasi-sphérique est qu'elle présente toujours le même aspect par rapport à la source d'éclairage ce qui rend plus probable l'apparition de l'arc en ciel.
Ce qui peut te troubler si j'étends ta question c'est peut-être de savoir ce qui arrive avec le tracé du rayon optique (approximation géométrique) si la goutte n'est plus sphérique. Ce problème n'en n'est pas vraiment un car l'approximation des rayons pour la propagation lumineuse a ses limites et si tu considères un modèle plus élaboré d'OEM avec conditions aux limites sur un objet défini tu as la réponse quelque soit la forme même si les calculs peuvent être immondes alors que pour la sphère on a la solution analytique depuis près d'un siècle. Pour certaines formes il y a des angles où le rayonnement diffusé est très élévé par rapport aux autres angles et alors d'un point de vue visuel si toutes les particules sont identiques tu as un arc en ciel. Par contre j'imagine que certaines formes ne conduisent pas à un arc-en-ciel, SVP ne pas me demander lesquelles.
Pour revenir à l'arc en ciel s'il n'y en a pas toujours c'est lié aux formes et tailles (orientations) variées des gouttes et à leur trop forte concentration par unité de volume (alors la diffusion multiple n'est plus négligeable rendant l'arc en ciel flou). Bref, c'est un vaste sujet j'espère ne pas t'avoir perdu mais la réponse complète dépend de la forme et de la taille de ta goutte. Il y a une grande quantité d'articles spécialisés sur le sujet mais d'un niveau qui dépassent certainement le travail qui t'est demandé en TPE. J'ai bien des articles de vulgarisation sur le sujet mais je dois rechercher et n'ai pas le temps en ce moment, par contre à revoir plus tard si tu es encore intéressé.
Effectivement l existe des théories complexes pour l'arc en ciel, mais un traitement classique utilisant kes simples lois de descartes est possible, et permet de retrouver facilement les résultats dans le cas d'une goutte sphérique, sans parler de diffarction d'OEM !!!
j'ai fai des recherche pour les explication ke tu m'a aporté patrick999 j'ai effectué une étude de l'arc-en-ciel si la goutte est écrasé mais les résultats sont difficiles a interprété. Par contre je n'ai pa tré bien compri lorske tu parle de "l'approximation des rayons pour la propagation lumineuse a ses limites " donc j'aimerais bien que tu m'explique stp MERCI
PS : (est-ce ke tu aurais retrouvé les ducments dont tu parle ? )
Bonjour
j'effectue aussi un TPE (1ère S) sur les arc-en-ciel. Mon problème c'est que je suis perdue dans l'élaboration du plan ' aurais-tu une idée ou un "tuyau" pour moi débuter. En contre partie su tu le souhaites comme nous avons le même sujet, je pourrais te fournir de la doc qui te manquerai et que je possèderai. Merci de ta réponse.
Polochon 2106
