pourquoi le ciel est bleu

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La couleur du ciel résulte d'un ensemble de phénomènes physiques liés aux rayonnements émis par le soleil et à leur diffusion par l'atmosphère. Une partie du rayonnement électromagnétique émis par le soleil est réfléchie par l'atmosphère terrestre, y compris des rayonnements visibles (lumière). Une autre partie pénètre cette atmosphère et la traverse, plus ou moins directement, jusqu'à atteindrel'œil d'un observateur. L'atmosphère terrestre diffuse les rayonnements provenant du soleil, d'autant plus que leur longueur d'onde est courte ce qui correspond, dans le spectre visible, aux couleurs proches du violet.
Sommaire [masquer]
1 Ce que l’œil perçoit
2 Spectre visible
3 Effet de l'épaisseur de l'atmosphère
4 Effets de la composition de l'atmosphère
5 Explication
6 Notes
7 Voiraussi
7.1 Articles connexes
7.2 Liens externes
Ce que l’œil perçoit[modifier | modifier le code]

Lorsque nous dirigeons notre regard vers le soleil ou au voisinage de celui-ci, nous percevons les rayonnements les plus directs : ce sont ceux de grande longueur d'onde (GLO), dont la couleur tend vers le rouge, moins diffusés par l'atmosphère.
Lorsque nous dirigeons notre regard ailleurs dansle ciel, nous percevons des rayonnements dont la trajectoire à partir du soleil est très indirecte : ce sont ceux de courte longueur d'onde (CLO), dont la couleur tend vers le violet, très diffusés par l'atmosphère.
La couleur du ciel est à l'origine de plusieurs noms de couleurs appartenant au champ chromatique bleu : bleu ciel, bleu céleste ou céruléen, etc.
Spectre visible[modifier | modifierle code]

L'œil humain ne perçoit que la lumière dite, par définition, visible, dont la longueur d'onde est comprise entre celle du rouge, longue1, et celle du violet, courte2 : voir spectre électromagnétique.
Lorsque toutes les fréquences sont présentes en proportion équivalente, on perçoit la lumière blanche du plein soleil. Mais les différentes fréquences ne réagissent pas de la même façonà plusieurs phénomènes comme :
l'absorption ;
la réfraction ;
la réflexion ;
la dispersion ;
la diffusion.
Il en résulte que, selon la direction d'observation, la répartition en fréquence (le spectre) est différente et la couleur observée également.
Spectre des couleurs.png
Effet de l'épaisseur de l'atmosphère[modifier | modifier le code]



Coucher de soleil à Mimizan
L'effet de ladispersion sur la coloration du soleil est plus marqué près de l'horizon qu'au zénith : la lumière a alors un plus long trajet à travers l'atmosphère et rencontre donc plus de particules.
Ainsi, la couleur du ciel est variable entre l'aurore et le crépuscule. Au lever (et au coucher) le soleil, près de l'horizon, semble rouge parce que la lumière bleue a été dispersée au loin et l'on ne voit plusque la lumière provenant directement du soleil.



Ciel au-dessus de l'Everest (en altitude)


Ciel au-dessus de Marseille (bord de mer)
De même, en altitude, où l'air est plus rare, la dispersion est beaucoup moins forte. On reçoit donc plus de lumière directe, et beaucoup moins de lumière indirecte, diffusée par l'atmosphère : le ciel est moins lumineux, plus sombre, ce qui donne un bleuplus "profond".
Effets de la composition de l'atmosphère[modifier | modifier le code]

La luminosité du ciel et la qualité de la lumière qu’il émet dépendent aussi de la composition de l’atmosphère et de la présence de particules en suspension. Les molécules de l’air diffusent en effet la lumière avec un effet sélectif, appelé effet Tyndall ou diffusion de Rayleigh, qui donne sa couleur bleueau ciel clair.
La diffusion Rayleigh, avec sa loi en 1/λ4, indique que le violet est environ seize fois plus diffusé que le rouge. Si on calcule la longueur d'onde moyenne pondérée par cette loi de puissance en 1/λ4 sur l'ensemble du spectre visible, on trouve une couleur équivalente qui est bleue. D'un autre côté, la Loi du corps noir affirme que le rayonnement du Soleil est maximum dans le...