Le ciel est bleu en raison de la façon dont la lumière interagit avec notre atmosphère. La lumière se déplace en ondes, et chaque onde a une longueur d’onde différente. Au cours de son voyage entre le soleil et votre œil, certaines longueurs d’onde sont diffusées plus que d’autres par de petites particules de notre atmosphère. Ce processus de diffusion de la lumière est appelé diffusion de Rayleigh. La lumière restante apparaît blanche ou grise car elle est composée de toutes les couleurs (longueurs d’onde) de la lumière du soleil. Mais qu’en est-il de cette magnifique couleur bleue ? Il s’avère que la lumière de courte longueur d’onde (et donc la lumière bleue) est diffusée plus facilement que la lumière violette ou rouge de plus grande longueur d’onde, de sorte que nous voyons moins de lumière bleue !
Le ciel est bleu pour la même raison que le coucher de soleil est rouge
Pour comprendre pourquoi le ciel est bleu, nous devons d’abord comprendre ce qui fait que le soleil apparaît rouge au coucher du soleil. La raison pour laquelle cela se produit est la taille des molécules d’air. Les molécules d’air sont beaucoup plus grandes que les particules de notre atmosphère, ce qui signifie qu’elles diffusent la lumière différemment de ces particules plus petites.
Étant donné que les molécules d’air diffusent davantage la lumière de courte longueur d’onde (bleue) que celle de plus grande longueur d’onde (rouge), lorsque la lumière du soleil traverse notre atmosphère, elle est dispersée en ses composants au fur et à mesure qu’elle traverse les différentes couches d’air à différentes profondeurs. Ainsi, les longueurs d’onde rouges de la lumière sont dispersées avant de nous atteindre à la surface de la Terre et seule la lumière bleue nous est visible !
Notre atmosphère diffuse certaines des longueurs d’onde plus que d’autres
Les molécules d’air diffusent la lumière bleue plus que la lumière rouge. C’est pourquoi le ciel apparaît bleu. Lorsque vous regardez le ciel, vous voyez la lumière bleue qui a été diffusée par notre atmosphère et qui est à nouveau diffusée lorsqu’elle traverse vos yeux pour revenir à votre cerveau. Comme toutes ces particules se déplacent dans des directions différentes, elles diffusent les différentes couleurs de manière légèrement différente. C’est ainsi que nous obtenons un spectre complet de couleurs lorsque nous regardons dans l’espace !
Ce phénomène permet également d’expliquer pourquoi les nuages paraissent blancs – les nuages sont principalement constitués de gouttelettes d’eau qui réfléchissent toutes les longueurs d’onde de manière égale, au lieu d’être transparentes comme le verre ou claires comme les cristaux de glace (comme les flocons de neige).
La lumière du soleil contient un mélange de toutes ces couleurs, que nous voyons en blanc
La lumière du soleil contient un mélange de toutes ces couleurs, que nous voyons en blanc.
Mais le ciel est bleu car la lumière bleue est plus diffuse que la lumière rouge et atteint donc nos yeux depuis toutes les directions. La lumière rougeâtre du soleil, qui donne de magnifiques couchers de soleil, est due à la diffusion par les molécules d’air dans l’atmosphère terrestre.
La couleur du ciel est le résultat de la diffusion de Rayleigh. Lorsque la lumière blanche, qui contient toutes les couleurs, frappe notre atmosphère, elle est diffusée par les molécules d’air et les particules en suspension dans l’air. La couleur bleue du ciel provient d’une lumière qui a été diffusée plus que les autres couleurs et qui constitue donc une plus grande partie de ce que nous voyons lorsque nous l’observons (regardez un objet à travers une paille et vous remarquerez que son fond apparaît bleu). Cette diffusion est appelée diffusion de Rayleigh car elle se produit lorsque la lumière interagit avec de petites particules telles que celles que l’on trouve dans l’atmosphère terrestre.