Les rayons lumineux ne se promènent pas toujours en ligne droite.

Leur course et leurs détours dépendent de ce qu'ils rencontrent en chemin.

Voici un petit inventaire de leurs habitudes de promenade ...

 Photo : Cloud Gate de Chicago (Etats-Unis). Cette "Porte des nuages", si on traduit de l'anglais, est une sculpture de l'artiste britannique Anish Kapoor.

 
La reflexion

Quand un rayon lumineux rencontre une surface réfléchissante comme un miroir, il ne peut pas du tout la traverser.

Toute la lumière qui arrive sur ce genre de surface y "rebondit" : on dit qu'elle est réfléchie.

Certains matériaux comme le verre réfléchissent aussi une partie de la lumière : c'est pour cela que l'on y observe des reflets dans les vitres.

La réfraction

Quand un rayon lumineux traverse une surface qui sépare deux milieux différents, il ne continue pas tout à fait dans la même direction, son trajet se déforme.

"Deux milieux différents", ça peut être :

- de l'air et de l'eau comme pour une petite cuiller plongée dans un verre d'eau : elle a l'air tordue parce que les rayons qui viennent du haut de la cuiller arrivent en ligne droite dans notre oeil, mais ceux qui viennent du bas de la cuiller (qui est dans l'eau) ont été déformés

- des couches d'air qui ont des températures différentes comme pour les mirages, où on a l'impression de voir un objet là où il n'est pas en réalité.

C'est ce qui explique les flaques d'eau "fantôme" sur les routes

La dispersion chromatique

Le changement de direction de la lumière dépend de sa couleur.
Quand un rayon lumineux est réfléchi ou réfracté, il change de direction de façon différente selon sa longueur d'onde (sa couleur).

Dans une lumière comme celle du Soleil, qui contient des rayons lumineux d'une multitude de couleurs différentes, cela veut dire qu'elles arrivent dans le même rayon lumineux (blanc) mais repartent en faisceau : chaque couleur suit un chemin un peu différent des autres.

Les rayons sont déviés différemment : un rayon bleu sera plus dévié qu'un rayon rouge par exemple.
C'est ce qui se passe dans l'arc-en-ciel et dans les prismes.

Cela s'appelle la dispersion chromatique car chromos veut dire "couleur" en grec.

La diffusion

Un rayon lumineux réagit aussi aux minuscules obstacles qu'il rencontre dans l'air.

En faisant "rebondir" la lumière, chaque poussière et même chaque molécule de l'air est un obstacle qui se transforme en une nouvelle source de lumière.

Mais, sur un même obstacle, la lumière réagit différemment selon sa couleur.

Et pour une lumière composée de plusieurs couleurs comme celle du Soleil, celà a des conséquences... que vous connaissez  !

C'est la diffusion différente pour chaque couleur qui explique

• la couleur bleue du ciel (lire la page Pourquoi le ciel parait bleu ? (Alors qu'il est violet !))
• et la couleur jaune du Soleil (lire la page Pourquoi le soleil est jaune alors qu'il émet de la lumiere blanche ?) !