Der Himmel erscheint dem menschlichen Auge blau, da die kurzen Wellen des blauen Lichts stärker gestreut werden als die anderen Farben im Spektrum, wodurch das blaue Licht besser sichtbar wird. Gase und Partikel in der Erdatmosphäre streuen das Sonnenlicht in alle Richtungen. Blaues Licht wird stärker gestreut als andere Farben, da es sich als kürzere, kleinere Wellen ausbreitet. Deshalb sehen wir die meiste Zeit einen blauen Himmel.
Um zu verstehen, warum der Himmel blau ist, müssen wir zuerst ein wenig über Licht verstehen. Obwohl das Sonnenlicht weiß aussieht, besteht es aus einem Spektrum vieler verschiedener Farben, wie wir sehen können, wenn sie sich in einem Regenbogen ausbreiten.
Wir können uns Licht als eine Energiewelle vorstellen, und verschiedene Farben haben alle unterschiedliche Wellenlängen. An einem Ende des Spektrums befindet sich rotes Licht mit der längsten Wellenlänge und am anderen Ende blaues und violettes Licht mit einer viel kürzeren Wellenlänge.
Warum ist der Himmel blau? Erklärung, Erläuterung
Wenn das Sonnenlicht die Erdatmosphäre erreicht, wird es von den winzigen Gasmolekülen (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff) in der Luft gestreut oder abgelenkt. Da diese Moleküle viel kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts sind, hängt das Ausmaß der Streuung von der Wellenlänge ab. Dieser Effekt wird als Rayleigh-Streuung bezeichnet.
Kürzere Wellenlängen (violett und blau) werden am stärksten gestreut, sodass mehr blaues Licht in Richtung unserer Augen gestreut wird als die anderen Farben. Könnte der Himmel nicht genauso leicht grün sein? Oder gelb? Wenn wir einen Regenbogen sehen, sehen wir Grün und Gelb am Himmel sowie Blau, Violett, Orange, Gelb, Rot und alles dazwischen.
Das weiße Licht der Sonne besteht wirklich aus allen Farben des Regenbogens. Wir sehen all diese Farben, wenn wir Regenbogen betrachten. Regentropfen wirken als winzige Prismen, wenn sie von der Sonne beleuchtet werden, biegen das Licht und trennen es in seine verschiedenen Farben.
Das blaue Licht, das dem Himmel seine Farbe verleiht, ist hell genug, um alle Sterne, die wir nachts sehen, verschwinden zu lassen, da das Licht, das sie aussenden, viel schwächer ist.
Warum verblasst das Blau zum Horizont?
Möglicherweise stellen Sie auch fest, dass der Himmel über Ihnen am lebhaftesten ist und blass wird, wenn er den Horizont erreicht. Dies liegt daran, dass das Licht vom Horizont weiter durch die Luft wandern musste und daher weiter gestreut wurde. Die Erdoberfläche spielt auch eine Rolle bei der Streuung und Reflexion dieses Lichts. Infolge dieser erhöhten Streuung wird die Dominanz des blauen Lichts verringert, und wir sehen eine erhöhte Menge an weißem Licht.
Das Licht, das du siehst, ist nur ein winziges Stück aller Arten von Lichtenergie, die um das Universum strahlen. Wie Energie, die durch den Ozean fließt, bewegt sich auch Lichtenergie in Wellen. Was eine Lichtart von anderen unterscheidet, ist ihre Wellenlänge – oder ihr Wellenlängenbereich. Sichtbares Licht umfasst die Wellenlängen, die unsere Augen sehen können. Die längsten Wellenlängen, die wir sehen können, sehen für uns rot aus. Die kürzesten Wellenlängen, die wir sehen können, sehen blau oder violett aus.
Blauer Himmel: Sichtbares Licht
Eine rote Lichtwelle ist ungefähr 750 Nanometer groß, während eine blaue oder violette Welle ungefähr 400 Nanometer groß ist. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter. Ein menschliches Haar ist ungefähr 50.000 Nanometer dick! Diese Wellenlängen des sichtbaren Lichts sind also sehr, sehr klein. Eine weitere wichtige Sache, die Sie über Licht wissen sollten, ist, dass es sich in einer geraden Linie bewegt, es sei denn, etwas steht im Weg.
Wenn das weiße Licht der Sonne in die Erdatmosphäre eintritt, gelangt ein Großteil der roten, gelben und grünen Wellenlängen des Lichts (gemischt und immer noch fast weiß) direkt durch die Atmosphäre zu unseren Augen. Die blauen und violetten Wellen haben jedoch genau die richtige Größe, um auf die Gasmoleküle in der Atmosphäre zu treffen und von diesen abzuprallen. Dies führt dazu, dass die blauen und violetten Wellen vom Rest des Lichts getrennt werden und in alle Richtungen gestreut werden, damit alle sie sehen können. Die anderen Wellenlängen haften als Gruppe zusammen und bleiben daher weiß.