Pourquoi le ciel est bleu ?
Le bleu du ciel s'explique par un principe physique d'interaction entre les rayons du Soleil et les particules de l'atmosphère terrestre ; il s'agit de la diffusion.
En journée, lorsqu'il n'y a pas de nuages, notre œil perçoit le ciel de la couleur bleue. Qui ne s'est jamais demandé pourquoi ? C'est un principe physique d'interaction entre les rayons du Soleil et les différentes particules présentes dans l'atmosphère terrestre qui permet d'expliquer ce phénomène. Il s'agit de la diffusion.
L'atmosphère est une couche gazeuse recouvrant la Terre et composée principalement des molécules de diazote (N2) et de dioxygène (O2) ; c'est en fait l'air que nous respirons. Sans l'atmosphère (comme c'est le cas sur la Lune par exemple), le ciel serait noir et le Soleil blanc. Au delà de l'atmosphère, il y a l'espace.
La lumière émise par le Soleil est dite blanche. Autrement dit, elle est composée d'un mélange d'ondes lumineuses caractérisées chacune par une grandeur physique appelée la longueur d'onde. Chacune de ces ondes lumineuses correspond à une couleur. On peut décomposer un faisceau de lumière blanche pour en obtenir toutes les couleurs qui le constitue à l'aide d'un prisme par exemple.
La diffusion a pour propriété de se produire uniquement lorsque le rayon incident rencontre un obstacle (ici, les molécules atmosphériques) de taille inférieure ou égale à sa longueur d'onde. Or, les molécules présentes dans l'atmosphère sont de petites tailles, elles diffusent donc davantage les ondes ayant une courte longueur d'onde ; c'est à dire celles correspondant à la couleur bleue. Voilà pourquoi le ciel est bleu.
Pourquoi le Soleil est jaune ?
Le Soleil est quant à lui jaune car c'est la couleur résultante de la lumière blanche à laquelle on soustrait le bleu.
Lorsque le Soleil se lève, ou lorsqu'il se couche, les rayons qu'il émet traversent une couche d'atmosphère plus épaisse que lorsqu'il est au-dessus de nous. Cela explique pourquoi il apparaît plus orangé et moins intense qu'en pleine journée.
Pourquoi les nuages sont blancs ?
Les nuages sont composés de gouttelettes d'eau, qui, du fait de leur taille relativement grande, diffusent de la même façon toutes les ondes présentes dans les rayons du Soleil. C'est pourquoi, les nuages apparaissent de la même couleur que la lumière solaire ; c'est à dire blancs.