Vous aurez sûrement remarqué à quel point le couleur du soleil change en fonction de sa position dans le ciel, passant du blanchâtre en plein jour à l’orange intense à l’aube ou au crépuscule. La raison réside dans un phénomène physique appelé la diffusion par Rayleigh (ou diffusion Rayleigh), un processus dû à l’interaction de la lumière solaire avec les molécules de notre atmosphère, qui provoque une dispersion de la composante bleue du rayonnement solaire d’autant plus grande que le Soleil apparaît bas à l’horizon, donnant ainsi naissance à la couleur orange et rougeâtre caractéristique. que l’on observe lors d’un coucher ou d’un lever de soleil.
Comment le Soleil change de couleur : la diffusion de la lumière dans l’atmosphère
Le Soleil émet de la lumière sur une grande partie de la planète. spectre électromagnétiquedont l’être humain ne peut cependant voir que le composant optique. Lorsque la composante optique de la lumière solaire pénètre dans l’atmosphère, elle commence à interagir avec les particules qui y sont présentes, en particulier avec les électrons faiblement liés aux atomes ou molécules de l’atmosphère. L’interaction du rayonnement électromagnétique avec ces électrons est appelée diffusion ou diffusion Rayleigh. Nous pouvons imaginer ce processus comme une sorte de « collision » entre la lumière et les électrons qui détourne le rayonnement électromagnétique de son chemin.
L’intensité de la diffusion de la lumière par diffusion Rayleigh dépend de la manière inverse par rapport à la longueur d’onde de la lumière elle-même. En termes simples : plus la longueur d’onde est petite, plus l’effet de diffusion est important. Étant donné que la lumière bleue a une longueur d’onde plus courte que la lumière rouge, la composante bleue de la lumière solaire est beaucoup plus fortement affectée par la diffusion Rayleigh que la composante rouge.
Cela influence la couleur perçue du Soleil : en effet, seule la lumière qui « survit » à la diffusion de Rayleigh atteint nos yeux, qui auront une composante majoritairement rouge par rapport à la bleue.
Pourquoi le Soleil change-t-il de couleur au lever ou au coucher du soleil
Plus la lumière traverse d’atmosphère, plus il y aura d’interactions et donc de diffusion de Rayleigh. Par conséquent, si le Soleil est bas sur l’horizon, le trajet de la lumière dans l’atmosphère sera très long et il y aura tellement de diffusion de Rayleigh que le la lumière du soleil est presque complètement privée de sa composante bleue. Non seulement cela, le long voyage dans l’atmosphère provoque également une diminution de la composante jaunâtre de la lumière du soleil. Le résultat est que le Soleil nous apparaîtra comme un disque orange/rougeâtrepuisque seule cette composante de la lumière solaire a réussi à atteindre nos yeux.
Mais qu’arrive-t-il au composant bleu? Il ne disparaît pas comme par magie, mais continue de subir diverses déviations dans l’atmosphère au fur et à mesure qu’il rencontre d’autres molécules avec lesquelles interagir. Cette diffusion continue de lumière bleue dans l’atmosphère est responsable de la couleur bleue du ciel.