Pourquoi le Soleil est-il aplati au coucher ?

La réfraction est plus forte près de l’horizon. Le bord inférieur du disque est relevé davantage que le bord supérieur — la hauteur apparente se comprime.

Voit-on ici le rayon vert ?

La réfraction de base, qui rend le rayon vert possible, est là ; le phénomène lui-même, non. Il faut encore la dispersion : les longueurs d’onde se réfractent un peu différemment et se séparent un instant à l’horizon, dans un air très pur.

Les couches discrètes sont-elles précises ?

C’est une approximation pédagogique d’un gradient continu de densité. Pour la navigation et l’astronomie de précision, on intègre un profil continu d’indice de réfraction.

Est-ce la même chose pour les étoiles et les planètes ?

Oui : tout astre près de l’horizon est relevé. L’ampleur dépend de la hauteur au-dessus de l’horizon, pas de la distance. Dans les observations précises, on introduit une correction de réfraction.

Réfraction atmosphérique au coucher du Soleil

Horizon géométrique et horizon apparent : relèvement du disque solaire dans un modèle d’atmosphère en couches.

À propos du modèle

La réfraction atmosphérique relève les astres au-dessus de l’horizon géométrique : au coucher et au lever, le Soleil est encore visible alors qu’il est déjà géométriquement sous la ligne d’horizon. Le rayon se courbe parce que l’indice de réfraction de l’air croît vers la surface. L’atmosphère est découpée en couches concentriques de densité constante ; à chaque interface s’applique la loi de la réfraction n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, et l’angle total donne le « relèvement » apparent du disque. Les gradients locaux de température, la turbulence et la dispersion (rayon vert) ne sont pas calculés. À l’écran, la hauteur géométrique et la hauteur apparente sont séparées.

Public : Terminale et début de licence : optique géométrique, réfraction atmosphérique.

Notions clés

réfraction atmosphérique
loi de la réfraction
horizon géométrique
horizon apparent
indice de réfraction
atmosphère en couches
rayon vert

Comment ça marche

L’indice de réfraction de l’air croît vers la surface, donc un rayon issu du Soleil, près de l’horizon, se courbe vers l’observateur. La hauteur géométrique et la hauteur apparente diffèrent : le disque peut être vu au-dessus de l’horizon alors que le centre est déjà plus bas. Le relèvement à l’horizon est de l’ordre d’un demi-degré — comparable au diamètre angulaire du Soleil. La dispersion et un vrai profil de température ne sont pas calculés : on fixe un seul angle de relèvement effectif.

Questions fréquentes

Pourquoi le Soleil est-il aplati au coucher ?: La réfraction est plus forte près de l’horizon. Le bord inférieur du disque est relevé davantage que le bord supérieur — la hauteur apparente se comprime.
Voit-on ici le rayon vert ?: La réfraction de base, qui rend le rayon vert possible, est là ; le phénomène lui-même, non. Il faut encore la dispersion : les longueurs d’onde se réfractent un peu différemment et se séparent un instant à l’horizon, dans un air très pur.
Les couches discrètes sont-elles précises ?: C’est une approximation pédagogique d’un gradient continu de densité. Pour la navigation et l’astronomie de précision, on intègre un profil continu d’indice de réfraction.
Est-ce la même chose pour les étoiles et les planètes ?: Oui : tout astre près de l’horizon est relevé. L’ampleur dépend de la hauteur au-dessus de l’horizon, pas de la distance. Dans les observations précises, on introduit une correction de réfraction.

Thèmes proches (y compris d’autres rubriques) — ou les 51 de «Astronomie et le ciel».

Toute la catégorie →

PopulaireCollège–lycée

Loi de la réfraction

Lancer la simulation

Lumière à la frontière de deux milieux : n₁ sin i = n₂ sin r, mesure des angles (en licence, loi de Snell–Descartes).

NouveauCollège–lycée

Arc-en-ciel dans une goutte

Lancer la simulation

Loi de la réfraction dans une sphère : arc primaire (1× réflexion interne ~42°) et secondaire (2× ~51°, spectre inversé) ; paramètres b/R et n.

NouveauCollège–lycée

Dispersion de la lumière dans un prisme

Lancer la simulation

Lumière blanche dans un prisme : spectre dû à la dépendance de l’indice de réfraction à la longueur d’onde n(λ).

NouveauCollège–lycée

Transit d’une exoplanète (assombrissement centre-bord)

Lancer la simulation

Assombrissement quadratique du disque (u₁, u₂) ; le flux F(t) est intégré sur une grille. Cas « comme TESS » à côté du disque uniforme.

NouveauCollège–lycée

Phases de Vénus (Galilée)

Lancer la simulation

Géométrie héliocentrique des phases de Vénus : à la conjonction supérieure, disque presque plein mais petit ; à l’inférieure, grand croissant. Encadré : vue depuis la Terre.

NouveauCollège–lycée

Modèle climatique à une couche

Lancer la simulation

Constante solaire S, albédo α et émissivité ε : température effective et température de surface d’après le bilan d’une couche grise.

Réfraction atmosphérique au coucher du Soleil

À propos du modèle

Comment ça marche

Questions fréquentes

Simulations voisines

Loi de la réfraction

Arc-en-ciel dans une goutte

Dispersion de la lumière dans un prisme

Transit d’une exoplanète (assombrissement centre-bord)

Phases de Vénus (Galilée)

Modèle climatique à une couche

Réfraction atmosphérique au coucher du Soleil

À propos du modèle

Comment ça marche

Questions fréquentes