Comme moi, vous vous êtes probablement déjà demandé pourquoi le ciel était bleu ? Cette question, qui peut paraître très simple, a longtemps intrigué les scientifiques. Et pourtant la réponse repose sur des principes physiques assez simples !
La lumière du soleil : un mélange de couleurs
Pour comprendre pourquoi le ciel est bleu, il faut rappeler la composition de la lumière du soleil. Cette lumière, qui semble blanche à nos yeux, est en réalité composée de l’ensemble des couleurs de l’arc-en-ciel. C’est une sorte d’empilement de toutes les couleurs, dont la résultante donne la couleur blanche. Chaque couleur sous-jacente correspond à une longueur d’onde différente, du rouge, qui a la plus grande longueur d’onde, au violet qui a la plus courte.
La diffusion de Rayleigh : un jeu de longueurs d’onde qui fait ressortir le bleu
Lorsque la lumière du soleil pénètre dans l’atmosphère terrestre, elle rencontre des molécules d’air, des particules de poussière et d’autres éléments en suspension. À ce moment-là, un phénomène appelé diffusion de Rayleigh entre en jeu. La diffusion de Rayleigh explique comment les molécules d’air dispersent la lumière.
La physique de la diffusion de Rayleigh nous dit que la lumière avec des longueurs d’onde plus courtes (comme le bleu et le violet) est dispersée dans toutes les directions beaucoup plus efficacement que la lumière avec des longueurs d’onde plus longues (comme le rouge et le jaune). En fait, la lumière bleue est dispersée environ 16 fois plus que la lumière rouge !
Mais pourquoi pas violet alors ?
Si la lumière violette est encore plus courte que la lumière bleue, pourquoi le ciel n’apparaît-il pas violet ? Question pertinente… dont la réponse tient à deux facteurs : d’abord, nos yeux sont beaucoup moins sensibles à la lumière violette qu’à la lumière bleue. Ensuite, une grande partie de la lumière violette est absorbée par la haute atmosphère avant même qu’elle n’atteigne nos pupilles.
Le ciel n’est pourtant pas toujours bleu. Lors du lever et du coucher du soleil, il prend souvent des teintes rouge, orange et rose. Cela s’explique par le fait que, lorsque le soleil est bas sur l’horizon, la lumière doit traverser une plus grande épaisseur de l’atmosphère. Ainsi, la diffusion de Rayleigh disperse tellement la lumière bleue et violette que ce qui reste et atteint nos yeux est principalement la lumière rouge et orange, aux longueurs d’onde plus longues.
Le bleu du ciel est donc le résultat de l’interaction entre la lumière du soleil et notre atmosphère. La prochaine fois que vous regarderez le ciel – par beau temps – vous pourrez apprécier le phénomène en sachant désormais pourquoi cette masse d’air transparente apparaît colorée… et peut-être en profiter pour impressionner vos amis en leur dispensant un petit cours de physique !
CQFD !
Et si vous voulez en savoir plus :
- Wikipedia -> https://fr.wikipedia.org/wiki/Couleur_du_ciel
- Un site belge qui donne des infos détaillées également, mais plus succinctes -> https://aeronomie.be/fr/encyclopedie/ciel-pourquoi-il-bleu
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