Le bleu du ciel est le résultat de la diffusion de la lumière solaire par l’atmosphère. Si celle-ci n’existait pas, on verrait une voûte céleste noire et les étoiles seraient visibles de jour comme de nuit.
La lumière blanche du Soleil est un mélange de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. La lumière voyage sous forme d’ondes de différentes longueurs et chaque couleur a sa propre longueur d’onde.
Quand les rayons solaires entrent dans l’atmosphère, ils rencontrent des atomes, des molécules d’air, des gaz, des gouttes d’eau et de la poussière. Les molécules d’air et les gaz ne laissent passer que les plus courtes longueurs d’ondes de la lumière : les violet, indigo et bleu principalement.
C’est donc un mélange de violet, d’indigo, de bleu, de vert et une petite fraction des autres couleurs qui sont diffusés dans tout le ciel, et lui confèrent ce bleu qui nous fait rêver.
(source: www.meteo.org)
» … ce bleu qui nous fait rêver. »
En écho à cet article, j’ aimerais souligner deux points à propos de la lumière naturelle que nous recevons.
Le premier concerne la diffusion privilégiée du bleu.
C’ est effectivement le phénomène de diffusion de la lumière qui se manifeste, mais la taille des micro-particules diffusantes est cruciale
La comparaison se fait par rapport aux longueurs d’ onde de la lumière visible : de 0,8 microns pour le rouge à 0,4 microns pour le bleu
En effet si la taille des particules diffusantes est de l’ordre des longueurs d’ onde, la lumière diffusée est blanche (aucune longueur d’ onde ne domine). On peut observer cela pour la lumière diffusée par une atmosphère chargée de fumées ou de poussières.
Lorsque la taille des particules est très petite devant ces longueurs d’ onde (par exemple ici les molécules constituant l’ atmosphère ), les plus courtes longueurs d’ onde sont diffusées avec la plus forte intensité. L’ intensité diffusée du bleu, de longueur d’ onde deux fois plus faible que le rouge, est seize fois plus grande ! L’ intensité de la diffusion décroît ainsi continument du bleu au rouge.
A cela s’ ajoute un autre phénomène – dit de résonnance optique. Il concerne uniquement les atomes d’ oxygène : éclairés en lumière blanche, ils émettent une lumière bleue cararactéristique qui vient renforcer la lumière bleue due à la diffusion elle-même.
Mon second point concerne la transmission à la traversée de l’ atmosphère.
La théorie de l’ Optique établit que plus une longueur d’ onde est diffusée par un milieu donné, plus elle absorbée par ce milieu : ainsi, pour une même épaisseur d’ atmosphère traversée, le facteur d’ absorption du bleu est le plus élevé et celui du rouge le plus faible.
Lorsque le soleil est au zénith – l’ épaisseur d’ atmosphère traversée par les rayons étant alors relativement faible -, cette différenciation est peu perceptible et on reçoit une lumière blanche directe (et la lumière bleue diffusée dans toutes les directions).
Au soleil couchant, l’ épaisseur d’ air traversée par les rayons solaires pour parvenir à notre oeil est considérablement plus élevée. Dans ce cas l’ absorption moindre des grandes longueurs d’ onde (vers le rouge) devient très perceptible : nous goûtons les ors et les rouges d’ un soleil couchant.