L'arc-en-ciel forme-t-il toujours une arche ?

"L'arc-en-ciel ! L'arc-en-ciel ! Regarde. Comme il s'arrondit pur dans l'air ! Arche immense d'un pont du ciel."
Comme Victor Hugo, nous nous émerveillons au printemps quand, entre averses et soleil, l'arc-en-ciel se dessine.

Deux choses sont étonnantes, sa disposition en arc et l'apparition de tout un éventail de couleurs toujours dans le même ordre, l'arc rouge à l'extérieur et l'arc violet à l'intérieur. Pourquoi ?

Pour regarder un arc-en-ciel, il faut avoir le soleil dans le dos et des gouttes de pluie devant soi.

Les rayons du soleil pénètrent dans chaque goutte, se réfléchissent sur la surface interne de la goutte (on dit qu'il y a réflexion de la lumière), puis ressortent de la goutte pour venir jusqu'à l'œil de l'observateur. Lors de leur entrée et de leur sortie de la goutte, les rayons du soleil sont déviés (on dit qu'il y a réfraction de la lumière) et cette déviation n'est pas la même pour chacune des couleurs composant la lumière du soleil. D'où ces couleurs différentes de l'arc-en-ciel qui semblent provenir de points différents du ciel : dans la partie supérieure de l'arc-en-ciel, les gouttes renvoient vers notre œil la couleur rouge, plus bas elles nous renvoient la couleur jaune et encore plus bas la couleur violette.

Mais, dans quelques moments privilégiés, on peut observer un deuxième arc-en-ciel à l'extérieur du premier, nettement moins lumineux. Ce 2ème arc-en-ciel présente des couleurs inversées : le violet à l'extérieur, le rouge à l'intérieur. Pourquoi ? Le rayonnement lumineux se réfléchit deux fois sur les parois internes de la goutte, ce qui a pour effet d'une part de changer l'angle de sortie des rayons (on voit cet arc-en-ciel plus haut) et d'autre part d'inverser l'ordre des couleurs.

A la prochaine occasion, essayez de repérer ce 2ème arc-en-ciel !