Questions aux experts

Pour fabriquer l'arc-en-ciel il faut quelque chose pour remplacer le soleil (une source de lumière puissante, par exemple un projecteur des diapositives) et quelque chose pour remplacer des gouttelettes d'eau suspendues dans l'air. J'ai lu que les japonais utilisent des microbilles en verre (0,1 mm de diamètre) collées (avec une colle transparente) sur un carton noir - je n'ai pas encore trouve la possibilité de reproduire cette manipulation. En revanche, j'ai vu une expérience-modèle destinée aux professeurs du collège, ou il n'y avait qu'une seule grosse goutte, à savoir un ballon en verre (emprunte au labo de chimie) rempli d'eau. La source de lumière doit se trouver dans le dos et au-dessus de l'observateur (comme le soleil) et il est préférable (pour l'effet de contraste) de placer un fond noir de l'autre cote de la "goutte" (qu'il faut regarder de loin - au moins 2-3 mètres).
Personnellement, je conseille plutôt d'installer un jet d'eau sur la pelouse et d'aller observer un mini arc-en-ciel en se plaçant de façon a avoir le soleil dans le dos et un grand objet de couleur sombre de l'autre côté du jet (dans les conditions "naturelles" l'arc-en-ciel est d'autant plus beau que les nuages sont sombres : toujours le même effet de contraste). L'expérience ne marchera pas a midi, car le soleil ne doit pas être trop haut dans le ciel et on voit mieux n'étant pas trop près du jet - une dizaine de mètres est une bonne distance.

Voici une expérience possible à faire dans la classe en utilisant la lumière d'une lampe de bureau, équipée d'une petite ampoule à halogène avec réflecteur.
Matériel :
-un verre lisse, si possible pas trop épais, à moitié rempli d'eau.
-une bande de papier assez grande pour couvrir la moitié du verre -d'un coté et sur toute la hauteur- dans laquelle on découpe au cutter une fente d'un à deux centimètres de long et de un à deux millimètres de large.
- une feuille de papier blanc.
Réalisation :
Saisir le verre recouvert de la bande de papier coté lampe, et le tenir incliné de manière que la lumière de la lampe éclaire la fente, rencontre la surface de l'eau et traverse l'eau.
Poser la feuille de papier sur la table, dans l'ombre de la main et du verre.
En faisant varier la position du verre et l'orientation de l'eau dans le verre par tâtonnement, on observe une tache lumineuse irisée comme l'arc-en-ciel.
La tache est plutôt décalée vers l'ombre de la main, rouge vers le haut de l'ombre du verre et bleu vers le bas.
Quelles ressemblances avec l'arc-en-ciel ?
La lumière de la lampe (blanche comme celle du soleil) est décomposée en lumières colorées par l'eau (il pleut quand on observe un arc-en-ciel) et on ne voit la tache irisée que dans certaines positions de l'eau.
De même on ne voit l'arc-en-ciel que dans certaines conditions (positions du soleil, du nuage et de l'observateur, le dos au soleil).
Ce ne sont pas, dans cette expérience, des conditions d'observation directe comme pour l'arc-en-ciel puisqu'on utilise un papier pour observer la tache.

Ma réponse est amplement inspirée d'une brochure éditée par le Palais de la découverte, écrite par J. P. Maury, L'arc-en-ciel, qu'est-ce que c'est ?, Ed Ophrys, 1986.