colorés, en commençant à compter de ceux qui ſont les moins réfrangibles à ceux qui le ſont davantage : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo & violet. Ce ſont les ſept couleurs primitives qu’on obſerve dans un arc-en-ciel, & qu’on obſerve dans une chambre obſcure où l’on reçoit un rayon ſolaire ſur un priſme triangulaire. Voyez Réfraction, Réflexion, Couleurs, Réfrangibilité, Prisme.
2o. Ces principes ſuppoſés, on comprendra plus facilement l’explication de l’arc-en-ciel. Afin de mieux ſaisir la marche des rayons de lumière, dans les gouttes de pluie, examinons la route qu’ils tiennent en partant du ſoleil, en entrant & en ſortant de chaque goutte, pour parvenir enſuite à l’œil ; & pour rendre plus ſenſibles les changemens de direction qu’ils éprouvent, augmentons les dimenſions d’une goutte de pluie, & ſuppoſons-la repréſentée par le cercle s t D s de la figure 63. Il eſt évident que le rayon ſolaire S tombant obliquement ſur cette goutte d’eau, ſe réfractera en s, en s’approchant de la perpendiculaire s C, bien loin de ſuivre la direction s F, ce qu’il auroit fait s’il n’y avoit pas eu changement de milieu. Le rayon réfracté ira donc en t, où il ſera réfléchi en partie par la dernière couche de la goutte d’eau. L’angle de réflexion étant égal à l’angle d’incidence, le rayon s t ſera donc réfléchi vers e, où ſe fera une nouvelle réfraction, qui éloignera de la perpendiculaire C p ce rayon, parce qu’il paſſe obliquement de l’eau dans l’air, & ne lui permettra pas de ſuivre ſa direction t f. Mais ce rayon de lumière t f, qui eſt compoſé de ſept eſpèces de rayons différemment réfrangibles, ſe décompoſera en paſſant de l’eau dans l’air, & préſentera ſept rayons partiels, ſavoir, en allant de O en B, le rouge qui eſt le moins réfrangibles, l’orangé, le jaune, le vert, le bleu, l’indigo & le violet, qui eſt le plus réfrangible de tous les rayons. Si l’œil s’élève lentement de O en B, il appercevra ſucceſſivement ces différentes couleurs dans le même ordre où elles ont été nommées. Ces apparences ſucceſſives auront encore lieu, ſi la goutte ou cercle s t D s deſcendoit de D en E, l’œil reſtant en O. Mais, dans tous ces cas, l’angle formé par le rayon incident S s & le rayon émergent e B, eſt d’un degré 45 minutes plus petit que l’angle S F O, celui-ci étant de 42 degrés 2 minutes, celui-là ſera donc de 40 degrés 17 minutes.
Suppoſons maintenant qu’au lieu de faire deſcendre la goutte de D en E, l’œil reſtant toujours au point O, tout l’eſpace D E ſoit rempli de gouttes d’eau, on verra en même temps les ſept couleurs primitives de l’arc-en-ciel. Il en ſera de même de tous les autres eſpaces où les rayons incidens & émergens auroient entr’eux les mêmes rapports. Si on imagine donc de pareilles ſuites de globules d’eau ou de gouttes de pluie dans un anneau ou bande ſemi-circulaire A F B E, fig. 65, dont l’œil O d’un ſpectateur occupe le centre, il verra un arc-en-ciel ordinaire, l’arc principal ou intérieur, c’eſt-à-dire, une bande Α F B E ornée des ſept couleurs prismatiques. La largeur de cette bande eſt égale à D E, & par conſéquent proportionnelle à la différence qu’il y a entre les rayons les plus réfrangibles & ceux qui le ſont le moins, c’eſt-à-dire, entre les rayons violets & les rayons rouges.
Comme on apperçoit ſouvent deux arcs-en-ciel en même temps, il eſt néceſſaire d’expliquer la formation du ſecond arc-en-ciel qu’on nomme ſecondaire ou extérieur. Conſidérons d’abord un ſeul globule d’eau, a d s e (figure 64) ; le rayon ſolaire S s tombant obliquement ſur la partie inférieure s de la goutte d’eau, en conſéquence des loix de la réfraction & de la réflexion qu’on a expoſées, ſe réfractera au point s, en s’approchant de la perpendiculaire p s C, parce qu’il paſſe de l’air dans l’eau, c’eſt-à-dire, d’un milieu moins attirant dans un milieu plus attirant. Il ne continuera donc pas ſa route vers a, mais ſera réfléchi en d, & delà en e, en faiſant toujours ſon angle de réflexion égal à celui de ſon incidence. Parvenu en e, ce rayon ſolaire, réfléchi une ſeconde fois, ſe portera vers g, où il éprouvera une réfraction qui l’éloignera de la perpendiculaire p g C, à cauſe qu’il ſort obliquement d’un milieu plus attirant dans un qui l’eſt moins. Il ne continuera donc point la direction g h, qui eſt le prolongement de celle e g que la ſeconde réflexion lui avoit imprimée.
Le rayon ſolaire ſortant du point g, ſe décompoſera & ſe diviſera en ſept rayons différemment réfrangibles, de telle ſorte que le rouge qui l’eſt le moins, ſera en O, après ſeront l’orangé, le jaune, le vert, le bleu, l’indigo, & en B le rayon violet qui eſt le plus réfracté. Si l’œil d’un obſervateur eſt en O, le rayon émergent g O faiſant, avec le rayon ſolaire incident S s, un angle de 50 degrés 57 minutes, il appercevra le rouge. L’œil s’abaiſſant ſucceſſivement de O en B, le rayon incident S s fera, avec les ſix autres rayons émergens, une ſuite d’angles qui augmenteront juſqu’à l’angle formé par ce même rayon incident S s & par le rayon g B violet, qui eſt de 54 degrés 4 minutes, conſéquemment plus grand de 3 degrés 7 minutes ; alors il appercevra ſucceſſivement les ſept couleurs primitives. Les apparences ſeront les mêmes, si l’œil reſtant toujours en O, la goutte d’eau montoit de G en H.
Mais ſi on ſuppoſe cet eſpace G H rempli en même temps de ſemblables gouttes d’eau, l’œil en O verra à la fois les ſept couleurs de l’arc-en-ciel : & s’il y a de pareilles ſuites de gouttes d’eau dans des circonférences de demi-cercles concentriques, formant un demi-anneau C H D G,
