LE PHENOMENE
De jour comme de nuit, la Terre reçoit la lumière des étoiles, dont Le Soleil . D'autres astres comme la Lune ou les autres planètes du système solaire, éclairées par le Soleil peuvent être visibles dans le ciel.
Nous ne devrions y observer que ces objets célestes, noyés dans le noir comme en pleine nuit ...
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C'est d'ailleurs ainsi que le voient les astronautes : Le Soleil blanc, noyé dans le noir ...
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Or, sur Terre, bien sûr le ciel nous apparait bleu !
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L'EXPLICATION
- La lumière blanche du Soleil est en réalité constituée d'un mélange de lumières visibles colorées, et cela se manifeste par exemple lors de la formation d'un arc-en-ciel, ce qui permet d'observer ce que l'on appelle le spectre de la lumière blanche, qui a été décrit par Newton comme composé de 7 couleurs (rouge-orange-jaune-vert-bleu-indigo-violet). :
- Dans le vide de l'Espace, la lumière su Soleil se déplace en ligne droite, mais en entrant au contact des molécules constituant l'atmosphère, les différentes composantes ne se comportent pas tout à fait de la même façon : une petite partie de cette lumière est diffusée par l'air, c'est à dire absorbée par l'atmosphère puis renvoyée dans toutes les directions. Les lumières proches du bleu et du violet sont plus diffusées que les autres. Nous recevons donc cette lumière bleue : le ciel est bleu !
- Ce phénomène n'est visible que le jour, à la lumière du Soleil : la nuit, les autres astres (Lune, étoiles, ...) ne sont pas suffisamment lumineux, le ciel est donc noir.
- En montagne, le bleu du ciel est plus profond qu'au niveau de la mer et devient même de plus en plus foncé, jusqu'à noir lorsqu'on monte encore en altitude en arrivant dans l'espace, au fur et à mesure que la couche d'atmosphère se réduit.
- Lors d'un coucher de Soleil, celui-ci apparait rouge (ainsi que le ciel qui l'entoure) : à ce moment de la journée, la position du Soleil et de la Terre fait que la lumière traverse une couche d'atmosphère plus importante et dans ce cas, les lumières proches du bleu et du vert ont toutes été absorbées : ne restent que celles proches du rouge !
- Cela signifie encore que si la couche atmosphérique de la Terre était suffisamment épaisse, la couleur du ciel serait constamment rouge !
- Enfin, la couleur du ciel dépend aussi de la composition de l'atmosphère : elle est donc différente selon la planète sur laquelle ont se trouve !
Voici la couleur du ciel sur mars, en plein midi ! Son atmosphère est très riche en dioxyde de carbone ...
(photo prise par la sonde Mars Pathfinder en 1997)