Comme la plupart des personnes curieuses, vous vous êtes probablement demandé à un moment donné : « Pourquoi le ciel est-il bleu ? ». Ou si vous avez vu un magnifique coucher ou lever de soleil, vous avez peut-être demandé : » Pourquoi le ciel est-il rouge ? «
C’est tellement évident que le ciel est bleu, que vous pourriez penser que les raisons seraient tout aussi évidentes. Elles ne le sont pas ! De toutes les couleurs de l’arc-en-ciel, pourquoi le bleu ?
Le ciel ne pourrait-il pas tout aussi bien être vert ? Ou jaune ? Lorsque nous voyons un arc-en-ciel, nous voyons effectivement du vert et du jaune dans le ciel, ainsi que du bleu, du violet, de l’orange, du jaune, du rouge, et tout ce qui se trouve entre les deux.
La lumière blanche provenant du Soleil est vraiment composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Nous voyons toutes ces couleurs lorsque nous regardons les arcs-en-ciel. Les gouttes de pluie agissent comme de minuscules prismes lorsqu’elles sont éclairées par le Soleil, en courbant la lumière et en la séparant en ses différentes couleurs.
Mais pourquoi y a-t-il différentes couleurs ? La lumière que vous voyez n’est qu’une toute petite partie de tous les types d’énergie lumineuse qui rayonnent dans l’Univers – et autour de vous ! Tout comme l’énergie qui traverse l’océan, l’énergie lumineuse voyage aussi en vagues. Ce qui différencie un type de lumière des autres est sa longueur d’onde – ou sa gamme de longueurs d’onde. La lumière visible comprend les longueurs d’onde que nos yeux peuvent voir. Les plus grandes longueurs d’onde que nous pouvons voir sont rouges. Les longueurs d’onde les plus courtes que nous pouvons voir nous semblent bleues ou violettes.
Les longueurs d’onde de cette image ne sont pas à l’échelle. Une onde lumineuse rouge fait environ 750 nanomètres, tandis qu’une onde bleue ou violette fait environ 400 nanomètres. Un nanomètre est un milliardième de mètre. Un cheveu humain a une épaisseur d’environ 50 000 nanomètres ! Ces longueurs d’onde de la lumière visible sont donc très, très petites.
Une autre chose importante à savoir sur la lumière est qu’elle se déplace en ligne droite, à moins que quelque chose ne se mette en travers pour
- la réfléchir (comme un miroir)
- la courber (comme un prisme)
- ou la diffuser (comme les molécules des gaz de l’atmosphère)
Lorsque la lumière blanche du Soleil entre dans l’atmosphère terrestre, une grande partie des longueurs d’onde de la lumière rouge, jaune et verte (mélangées et encore presque blanches) traverse directement l’atmosphère jusqu’à nos yeux. Les ondes bleues et violettes, en revanche, ont juste la bonne taille pour toucher et rebondir sur les molécules de gaz de l’atmosphère. Ainsi, les ondes bleues et violettes sont séparées du reste de la lumière et sont dispersées dans toutes les directions pour être vues par tous. Les autres longueurs d’onde restent collées les unes aux autres en tant que groupe, et restent donc blanches.
Alors, qu’arrive-t-il à toutes les longueurs d’onde » non bleues » ? Elles sont toujours mélangées, non diffusées par l’atmosphère, et apparaissent donc toujours blanches. La lumière violette et bleue diffusée domine le ciel, ce qui le fait apparaître bleu. Qu’arrive-t-il à la lumière violette ? Une partie de la lumière violette est absorbée par la haute atmosphère. De plus, nos yeux ne sont pas aussi sensibles au violet qu’au bleu.
Plus près de l’horizon, le ciel s’estompe pour devenir d’un bleu plus clair ou blanc. La lumière du soleil qui nous parvient de l’horizon a traversé encore plus d’air que celle qui nous parvient du ciel. Les molécules de gaz ont rediffusé la lumière bleue dans tant de directions tant de fois que moins de lumière bleue nous atteint.
Qu’est-ce qui rend un coucher de soleil rouge?
Crédit : USGS
À mesure que le Soleil descend dans le ciel, sa lumière traverse une plus grande partie de l’atmosphère pour vous parvenir. Encore plus de lumière bleue et violette est diffusée, ce qui permet aux rouges et aux jaunes de passer directement à vos yeux sans toute cette concurrence des bleus.
En outre, les plus grosses particules de poussière, de pollution et de vapeur d’eau présentes dans l’atmosphère réfléchissent et diffusent davantage de rouges et de jaunes, ce qui fait parfois rougir tout le ciel occidental.
