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Pourquoi le ciel est bleu

La lumière que nous recevons du Soleil est une énergie électromagnétique qui a une gamme de longueurs d'onde.

L'œil humain ne peut voir la lumière de longueur d'onde supérieure à celle du rouge (infrarouge) ou inférieure à celle du violet (ultraviolet).

Quand la lumière rencontre des particules beaucoup plus petites que sa longueur d'onde, elle est dispersée dans toutes les directions. Cette dispersion est connue sous le nom de dispersion de Rayleigh. Ce phénomène est extrêmement dépendant de la taille des particles et de la longueur d'onde de la lumière. En fait la lumière bleue est dispersée 16 fois plus fortement que la lumière rouge.

Dans l'atmosphère, les molécules d'air (surtout du diazote et du dioxygène) sont beaucoup plus petites que la longueur d'onde de la lumière, donc la lumière provenant du soleil est sujette au phénomène de dispersion de Rayleigh. La lumière rouge étant moins dispersée que la bleue, les rayons provenant directement du soleil ont une dominance rouge, alors que la lumière bleue étant constamment dispersée par les molécules de l'atmosphère, celle-ci semble provenir de toute les directions, d'où la couleur bleue du ciel.

Le même phénomène permet d'expliquer la couleur du ciel au crépuscule et à l'aube. Un couché ou un levé de soleil semble rouge parce que la lumière bleue a été dispersée au loin et l'on ne voit plus que la lumière provenant directement du soleil.