Un arc-en-ciel est un phénomène optique et météorologique qui rend visible le spectre continu de la lumière du ciel quand le soleil brille pendant la pluie. C'est un arc coloré avec le rouge à l'extérieur et le violet à l'intérieur.
Généralités
L'arc-en-ciel contient un dégradé de couleurs recouvrant toutes les teintes, sauf le magenta (ligne des pourpres voir plus bas).
On peut observer l'effet d'un arc-en-ciel toutes les fois où il y a de l'eau en suspension dans l'air et qu'une source lumineuse (en général le Soleil) brille derrière l'observateur. Les arcs-en-ciel les plus spectaculaires ont lieu lorsque la moitié du ciel opposée au Soleil est obscurcie par les nuages mais que l'observateur est à un endroit où le ciel est clair. Un autre endroit commun où l'on peut voir cet effet est à proximité de chutes d'eau.
Bien qu'on puisse voir que l'arc-en-ciel est en fait un dégradé, de nombreux dessinateurs choisissent de simplement représenter l'arc-en-ciel par des bandes de couleur monochromes — généralement les sept du découpage de Newton.
Couleurs présentes
L'arc-en-ciel contient une infinité de couleurs. Le spectre lumineux, dont la décomposition est entraînée par la réfraction, est en effet continu, ce qui signifie qu'il n'y a pas de frontière réelle entre les couleurs. En effet, comme pour tout dégradé, les couleurs différentes voisines sur le dégradées ne peuvent être distinguées entre elles par l'œil humain.
Il ne possède par contre qu'une partie de toutes les couleurs existantes: les couleurs saturées monochromatiques. C'est ainsi que le magenta n'est pas une couleur de l'arc-en-ciel. Le spectre s'étend du violet au rouge, et le magenta serait plutôt directement entre le rouge et le violet, sur la ligne des pourpres. Si le magenta est absent de l'arc-en-ciel, c'est donc parce qu'il ne correspond à aucune radiation pure. Cette couleur ne peut être obtenue que par combinaison de radiations, alors que l'arc-en-ciel résulte précisément de l'émission de chaque radiation du spectre lumineux dans une direction différente, comme la décomposition de la lumière obtenue à travers un prisme. Souvent, pour représenter toutes les couleurs, on ajoute le magenta au spectre, et on obtient une roue chromatique. Mais il ne faut pas oublier que cet ajout est arbitraire.
Cependant on choisit généralement de considérer que l'arc-en-ciel comprend quelques couleurs dominantes, en nombre fini. Ce nombre varie de 3 à 9 selon les cultures. Aristote discernait trois couleur[1], Plutarque en mentionne quatre[2]. Aujourd'hui en occident le nombre généralement retenu est 7, fixé par Isaac Newton : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Ce nombre sept a en partie été choisi à cause de l'analogie entre la lumière et le son, la gamme musicale comprenant sept notes par octave. Il correspond aussi approximativement au nombre de couleurs qu'un individu moyen peut discriminer dans le spectre lumineux[3].
Le plus critiqué des choix de Newton est de faire de l'indigo une couleur principale, alors qu'il correspond à une gamme de fréquences très étroite. Souvent, dans les figurations symboliques des arcs en ciel, on préfère donc l'éliminer pour ne garder que six couleurs, qui ont l'avantage de consister en 3 couleurs (rouge, bleu, jaune) pouvant générer les trois autres par synthèse soustractive. Les sept couleurs retenues par Newton gardent cependant une forte influence culturelle. On peut citer par exemple le comic Green Lantern dans lequel les anneaux à super-pouvoirs existent dans les sept couleurs de l'arc-en-ciel (plus le noir).
Ces couleurs primaires conventionnelles ne correspondent pas du tout à celles utilisées en synthèse additive, correspondant au mécanisme physique en œuvre dans les arcs-en-ciel. L'oeil humain possède des récepteur, les cônes, sensibles à trois couleurs: rouge, vert et bleu. Les couleurs secondaires dans ce système sont jaune, cyan, magenta — le cyan (entre le vert et le bleu) n'est pas une couleur retenue dans le découpage de Newton et, comme on l'a vu, le magenta est absent de l'arc en ciel.
