Les halos dans le ciel
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Quand la physique devient poésie
Le ciel est une source de contemplation infinie et variée. Il est impossible de s’en lasser. Outre les nuages et leurs formes improbables, disparates, on peut y observer de magnifiques phénomènes optiques, les photométéores. L’arc-en-ciel en fait partie, il est visible dès qu’un rideau de pluie est éclairé par le soleil ; on l’observe donc (tout comme les gloires et spectres de Brocken), dans la direction opposée au soleil (soleil dans le dos de l’observateur, arc-en-ciel devant). Les halos, eux, sont une famille de cercles et d’arcs de cercle lumineux que l’on observe dans la direction du soleil, autour de celui-ci. Ces halos sont plus discrets, leur aspect spectaculaire vient plutôt de leur relative rareté, du fait qu’il faut les connaître pour les apprécier à leur juste valeur. Ils sont plus fréquents quand il fait froid : les balades en montagne, l’hiver, sont assez propices à ces observations.
Tout comme pour les arcs-en-ciel, le principe physique à l’origine des halos est la réfraction de la lumière : à travers des gouttes de pluie pour les premiers et dans des cristaux de glace flottants dans l’atmosphère pour les seconds. Voyons cela d’un peu plus près !
La réfraction ou l’art délicat de faire plier la lumière
Un rayon lumineux se déplace en ligne droite dans un milieu transparent homogène. Sa direction change quand il passe dans un autre milieu transparent mais aux propriétés différentes. L’air et l’eau sont deux milieux transparents à la lumière visible (celle que nos yeux peuvent voir). Mais à l’interface entre les deux, un rayon lumineux voit sa direction modifiée. Il est réfracté. En passant de l’air à l’eau, le rayon incident s’écarte de l’interface. Inversement, un rayon passant de l’eau à l’air va s’incliner vers l’interface. Vous pouvez expérimenter cela quand vous regardez une cuillère plongée dans un verre d’eau (ou un bâton dans un lac), celle-ci apparaît « brisée ». Il y a d’ailleurs un effet « loupe » associé, qui fait voir les poissons plus gros qu’ils ne le sont depuis la surface !
