Un arc-en-ciel est un arc circulaire coloré qui peut être observé dans le ciel lorsque le soleil (à basse altitude) brille contre un brouillard de gouttelettes d'eau et que le soleil est derrière l'observateur. Il s'agit d'un effet optique causé par la réfraction et la réflexion de la lumière dans les gouttelettes d'eau. Cet arc-en-ciel se dressait au-dessus d'un vaste paysage. Un arc-en-ciel tire son nom de son apparition lorsqu'il pleut, mais on peut également voir un arc-en-ciel dans un nuage de gouttelettes d'eau provenant d'une cascade, d'un tuyau d'arrosage ou d'une fontaine, et parfois au-dessus du ressac de la mer. Depuis un avion ou un sommet de montagne, un arc-en-ciel peut être visible sous la forme d'un cercle (voir Arc-en-ciel circulaire ci-dessous), lorsqu'aucun horizon ne s'y oppose. La lumière est réfléchie et réfractée en un spectre de couleurs primaires, qui se fondent les unes dans les autres. Le centre de l'arc, vu de l'observateur, est directement opposé au soleil et se trouve donc par définition sous l'horizon. L'observateur et l'arc forment ensemble un cône imaginaire avec l'observateur à la pointe du cône et l'arc-en-ciel le long du bord de l'arc à la base du cône. À l'intérieur du cône, l'arc a un demi-angle supérieur d'environ 42 degrés ; la largeur de la bande de couleur du rouge au violet est d'environ 2 degrés. Les couleurs de l'arc-en-ciel sont traditionnellement nommées (de l'extérieur vers l'intérieur) : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. La séquence peut être mémorisée comme suit : ROGGBI
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