Vous êtes fasciné par les arcs-en-ciel et vous voulez savoir comment ils se forment ? Dans cet article, je vous propose une expérience scientifique facile pour créer un arc-en-ciel chez vous. Vous découvrirez le phénomène de la réfraction, qui est à l’origine des arcs-en-ciel. Je vous expliquerai aussi pourquoi les arcs-en-ciel sont courbés et non droits.
Le matériel nécessaire pour cette expérience scientifique facile :
- Une bassine
- Un petit miroir
- Une feuille blanche
- Une source de lumière (lampe torche, spot…)
- De l’eau
Les étapes à suivre pour cette expérience scientifique facile :
- Remplissez la bassine d’eau.
- Placez le miroir dans la bassine, de façon qu’il soit incliné à 45 degrés par rapport à la surface de l’eau. Il ne doit pas être complètement immergé. Laissez la moitié du miroir à l’air libre.
- Allumez la source de lumière et dirigez-la vers le miroir. Placez la feuille blanche sur le reflet du miroir. Vous devriez voir apparaître un spectre de lumière sur la feuille.
Les explications scientifiques de cette expérience facile :
La lumière blanche est composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Lorsqu’un rayon de lumière change de milieu (ici de l’air à l’eau puis de l’eau à l’air), il subit une réfraction. La réfraction, c’est quoi ?
C’est une modification de la direction de la lumière lorsqu’elle passe d’un milieu à un autre. Chaque couleur présente dans la lumière blanche a un angle de réfraction différent. Le résultat est la séparation des couleurs et la formation d’un arc-en-ciel.
C’est ce qui se passe dans le ciel lorsque la lumière du soleil rencontre des gouttes d’eau.
- La réfraction de la lumière : c’est le changement de direction de la lumière lorsqu’elle passe d’un milieu à un autre. Cela permet de séparer les couleurs de la lumière blanche et de créer des arcs-en-ciel.
- La tension superficielle de l’eau : c’est la force qui maintient les molécules d’eau ensemble à la surface. Cela permet à certains objets de flotter sur l’eau sans couler, comme une aiguille ou une bouteille.
- La pression atmosphérique : c’est la force exercée par l’air sur les objets. Cela permet de faire tenir un verre d’eau renversé sans le vider, en créant une dépression dans le verre.
- La densité des liquides : c’est le rapport entre la masse et le volume d’un liquide. Cela permet de faire flotter un œuf dans l’eau salée, car l’eau salée est plus dense que l’eau douce.
- Le vortex dans l’eau : c’est un tourbillon d’eau qui se forme lorsque l’eau s’écoule rapidement. Cela permet de vider une bouteille plus vite, en créant un passage pour l’air dans le goulot.
Pourquoi l’arc-en-ciel est-il courbé ? Tout simplement parce que la lumière se réfracte dans des gouttes d’eau rondes, ce qui change l’angle de sortie de la lumière.
Comment voir un arc-en-ciel dans le ciel ?
Pour voir un arc-en-ciel dans le ciel, il faut que le soleil soit bas dans le ciel et derrière vous, et que le rideau de pluie soit devant vous. L’arc-en-ciel pourrait former tout un cercle, mais la terre nous empêche de le voir en entier.
En avion par contre, on peut voir le cercle en entier. On ne peut jamais arriver au pied d’un arc-en-ciel, car il bouge en même temps que nous. D’ailleurs, l’arc-en-ciel c’est de la lumière, vous ne pouvez donc pas le toucher.
Une vidéo pour illustrer cette expérience
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