détroit de Messine entre l’Italie et la Sicile. La ville d’en face apparaît comme un enchevêtrement rocambolesque de bâtiments, considéré comme le château de la fée Morgane
de la légende du roi Arthur. Cet effet insolite est fréquent au-dessus de la mer Baltique
au dégel du printemps.
La figure 4.16 donne un schéma de principe
de la Fata Morgana. La lumière qui arrive du
point A à l’œil de l’observateur O suit deux
chemins en formant un mirage inférieur ( A
)
et un mirage supérieur ( A
). Le point A se
trouve alors étiré sur toute la longueur A
A
,
qui peut apparaître comme un obstacle insurmontable.
1.2.4. Aplatissement du Soleil
Le Soleil n’est pas ponctuel. Vu de la Terre, il
a un diamètre angulaire de l’ordre de 30
minutes d’angle. La réfraction atmosphérique variant avec l’altitude, les bords
extrêmes du soleil sont donc inégalement
relevés (figure 4.17).
Il est possible d’expliquer simplement ce
phénomène. Hors atmosphère, le diamètre
angulaire du Soleil serait inchangé et un observateur verrait, venant de l’horizon, des
rayons faisant avec la verticale des angles respectifs de 90° et 89,5°. Sur la terre, en raison
de la réfraction, les angles de ces rayons avec la verticale sont respectivement égaux à
88,65° et 88,56° (n = 1,00029 ). Le bord inférieur du Soleil est donc plus relevé que le
bord supérieur, ce qui donne l’image d’un Soleil aplati verticalement de 5’24’’, soit 1/6
environ de son diamètre angulaire. L’impression d’un Soleil ou d’une Lune plus gros à
l’horizon n’est qu’une simple illusion d’optique.
La réfraction atmosphérique a une incidence sur la durée du jour. En effet , compte
tenu de cette inclinaison des rayons à l’horizon, le Soleil, alors qu’il devrait être totalement couché, est encore visible de la terre. Il disparaît à partir du moment où le rayon
extrême qui atteint l’œil de l’observateur fait avec la verticale un angle de 90° . Le diamètre apparent de la fraction de soleil que l’on voit alors qu’il est déjà couché est donc
au maximum égal à 1,35° d’angle. L’effet est le même que le Soleil se lève ou se couche.
Le cumul des deux effets nous fait gagner environ 5 minutes de jour. Ainsi, le jour de
l’équinoxe, les durées du jour et de la nuit ne sont pas strictement égales, le jour durant
12 h 05 minutes au lieu de 12 heures.
Optique
96
O
A'
A
A''
Figure 4.16 • La Fata Morgana.
Soleil (à l'horizon)
Image du soleil
30'
24'66''
Figure 4.17 • Aplatissement du Soleil.
Soleil apparent
Soleil vrai
Figure 4.18 • Influence de la réfraction atmosphérique sur la durée du jour.
de la légende du roi Arthur. Cet effet insolite est fréquent au-dessus de la mer Baltique
au dégel du printemps.
La figure 4.16 donne un schéma de principe
de la Fata Morgana. La lumière qui arrive du
point A à l’œil de l’observateur O suit deux
chemins en formant un mirage inférieur ( A
)
et un mirage supérieur ( A
). Le point A se
trouve alors étiré sur toute la longueur A
A
,
qui peut apparaître comme un obstacle insurmontable.
1.2.4. Aplatissement du Soleil
Le Soleil n’est pas ponctuel. Vu de la Terre, il
a un diamètre angulaire de l’ordre de 30
minutes d’angle. La réfraction atmosphérique variant avec l’altitude, les bords
extrêmes du soleil sont donc inégalement
relevés (figure 4.17).
Il est possible d’expliquer simplement ce
phénomène. Hors atmosphère, le diamètre
angulaire du Soleil serait inchangé et un observateur verrait, venant de l’horizon, des
rayons faisant avec la verticale des angles respectifs de 90° et 89,5°. Sur la terre, en raison
de la réfraction, les angles de ces rayons avec la verticale sont respectivement égaux à
88,65° et 88,56° (n = 1,00029 ). Le bord inférieur du Soleil est donc plus relevé que le
bord supérieur, ce qui donne l’image d’un Soleil aplati verticalement de 5’24’’, soit 1/6
environ de son diamètre angulaire. L’impression d’un Soleil ou d’une Lune plus gros à
l’horizon n’est qu’une simple illusion d’optique.
La réfraction atmosphérique a une incidence sur la durée du jour. En effet , compte
tenu de cette inclinaison des rayons à l’horizon, le Soleil, alors qu’il devrait être totalement couché, est encore visible de la terre. Il disparaît à partir du moment où le rayon
extrême qui atteint l’œil de l’observateur fait avec la verticale un angle de 90° . Le diamètre apparent de la fraction de soleil que l’on voit alors qu’il est déjà couché est donc
au maximum égal à 1,35° d’angle. L’effet est le même que le Soleil se lève ou se couche.
Le cumul des deux effets nous fait gagner environ 5 minutes de jour. Ainsi, le jour de
l’équinoxe, les durées du jour et de la nuit ne sont pas strictement égales, le jour durant
12 h 05 minutes au lieu de 12 heures.
Optique
96
O
A'
A
A''
Figure 4.16 • La Fata Morgana.
Soleil (à l'horizon)
Image du soleil
30'
24'66''
Figure 4.17 • Aplatissement du Soleil.
Soleil apparent
Soleil vrai
Figure 4.18 • Influence de la réfraction atmosphérique sur la durée du jour.