Le ciel est bleu, car le Soleil couchant est orange (ou l'inverse ?)

Regarder le ciel par une belle journée ensoleillée et le voir teinté de bleu est quelque chose que nous prenons souvent pour acquise. Mais pourquoi le ciel est-il bleu ? La réponse réside dans un phénomène physique: la diffusion de la lumière.

La lumière du Soleil peut sembler blanche, mais en réalité, elle est composée de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Chaque couleur de la lumière a une longueur d'onde différente, allant du violet (la longueur d'onde la plus courte) au rouge (la longueur d'onde la plus longue).

La diffusion de Rayleigh

Lorsque la lumière du Soleil entre dans l'atmosphère terrestre, elle interagit avec les molécules d'air, principalement l'azote et l'oxygène. Cette interaction cause ce qu'on appelle la diffusion de Rayleigh.

Ce phénomène de diffusion affecte les couleurs de la lumière de manière différente, en fonction de leur longueur d'onde. Les couleurs à courtes longueurs d'onde (comme le bleu et le violet) sont diffusées dans toutes les directions beaucoup plus que les couleurs à longues longueurs d'onde (comme le rouge et le jaune).

Bien que la lumière violette soit diffusée encore plus que la lumière bleue, notre œil est moins sensible au violet et une grande partie de la lumière violette est absorbée dans la haute atmosphère. Par conséquent, c'est la lumière bleue qui prédomine et donne au ciel sa couleur caractéristique​.

Le coucher et le lever du Soleil

Vous avez remarqué que le ciel prend des teintes rouges et oranges au lever et au coucher du Soleil. Cela s'explique par le fait que, lorsque le Soleil est bas à l'horizon, sa lumière doit traverser une couche plus épaisse de l'atmosphère. Les courtes longueurs d'onde (bleu et violet) sont alors diffusées bien avant que la lumière n'atteigne nos yeux, laissant les longueurs d'onde plus longues (rouge et orange) dominer​.